Pesquisadores do estado de NC desenvolveram uma nova arma potencial na luta contra o câncer:um portador de droga em forma de margarida que é milhares de vezes menor do que o ponto final desta frase.

Uma vez injetado na corrente sanguínea, milhões dessas "nanodaisies" penetram nas células cancerosas e liberam um coquetel de drogas para destruí-las por dentro. A abordagem é mais precisa do que os métodos convencionais, e também pode ser mais eficaz. Ao garantir que os medicamentos anticâncer atinjam seu alvo de forma controlada, doses coordenadas, nanodaisies podem reduzir os efeitos colaterais da quimioterapia tradicional.

"Ao usar um nanocarreador para conter duas drogas diferentes, podemos potencialmente reduzir sua dose e toxicidade, "disse o Dr. Zhen Gu, professor assistente no Departamento Conjunto de Engenharia Biomédica da NC State e UNC-Chapel Hill. "E, enquanto isso, sua eficácia anticâncer é aumentada."

Os nanocarreadores são feitos de um polímero chamado polietilenoglicol (PEG), ao qual os pesquisadores atribuem a camptotecina (CPT), uma droga que mata o câncer, como cachos de uvas em uma videira. Uma segunda droga, doxorrubicina, também flutua em solução em torno do PEG.

Ambas as drogas são hidrofóbicas, o que significa que eles não gostam de água e se esquivam dela. PEG, no entanto, é hidrofílico:quando exposto à água, estende-se para maximizar o contato, enquanto as juntas em forma de T que seguram o CPT puxam na direção oposta e se dobram para dentro. As drogas anticâncer, portanto, acabam enfiadas em uma camada protetora de PEG. O nanocarreador resultante tem o formato de uma flor - daí o termo "nanodaisy".

"A ideia veio de pensar ativamente sobre o dobramento de proteínas na natureza, "observou Gu, referindo-se à maneira como os aminoácidos podem se montar em milhares de formas diferentes. "É uma espécie de design bio-inspirado."

Uma vez dobrado, as nanodaisies são então injetadas na corrente sanguínea e absorvidas por células cancerosas involuntárias, que são porosos o suficiente para deixá-los entrar. Os invólucros externos das nanodaisies de PEG protegem sua carga de drogas e evitam que vazem prematuramente.

O design da nanodaisy também garante que os dois medicamentos contra o câncer sejam liberados em velocidades complementares, conforme seu portador se separa dentro da célula cancerosa. Cada droga inibe diferentes enzimas na célula, e atuam em conjunto para prevenir ou retardar o desenvolvimento de resistência aos medicamentos.

O resultado é que as drogas lançam um ataque ao câncer que é mais coordenado e direcionado do que os coquetéis tradicionais.

Até aqui, testes in vivo em camundongos mostraram que esta abordagem produz um acúmulo significativo de drogas em locais de tumor em vez de órgãos saudáveis. Gu observou que os testes in vitro também demonstraram o potencial das nanodaisies para atingir efetivamente diferentes tipos de câncer.

"É mostrado um amplo efeito de morte para uma variedade de linhas de células cancerosas, incluindo leucemia, câncer de mama e de pulmão, " ele disse.

Gu liderou outra pesquisa que produziu um "casulo" bioinspirado que engana as células para que consumam drogas anticâncer e uma nanorrede injetável que controla os níveis de açúcar no sangue em diabéticos. Ele é apoiado por professores, equipe e Ph.D. alunos do Departamento Conjunto de Engenharia Biomédica, uma parceria entre NC State e UNC-Chapel Hill que aborda problemas biomédicos urgentes.

O próximo passo para as nanodaisies são os testes pré-clínicos para determinar se elas podem estar prontas para combater o câncer em humanos.

Para Gu, essa perspectiva tem significado pessoal:seu pai foi diagnosticado com câncer quando Gu ainda estava no útero. Quando amigos e familiares vieram consolar a mãe de Gu, ela disse a eles que o bebê que estava carregando poderia um dia ajudar a tratar o câncer.

"Eu não quero dizer que é uma missão, mas é uma paixão que me move, "Gu explicou." Antes de vir para os EUA, Fiz pesquisas sobre a condução de plásticos para dispositivos eletrônicos. Quando mudei para os tratamentos de câncer com nanotecnologia, foi então que minha mãe ficou muito animada com o meu trabalho. "