p (Phys.org) —Uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu uma técnica de entrega de drogas que utiliza tiras de grafeno como "tapetes voadores" para entregar duas drogas anticâncer sequencialmente às células cancerosas, com cada droga tendo como alvo a parte distinta da célula onde será mais eficaz. A técnica demonstrou um desempenho melhor do que qualquer uma das drogas isoladamente quando testada em um modelo de camundongo direcionado a um tumor de câncer de pulmão humano. p Os pesquisadores também descobriram que uma proteína anticâncer, TRILHA, pode servir como uma molécula de direcionamento ativa para se ligar diretamente à superfície das células cancerosas, que não havia sido demonstrado anteriormente. O trabalho foi feito por pesquisadores da North Carolina State University, a Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill, e China Pharmaceutical University (CPU).

p Neste estudo, os pesquisadores anexaram duas drogas - TRAIL e doxorrubicina (Dox) - em tiras de grafeno. O grafeno é uma folha bidimensional de carbono com apenas um átomo de espessura. Como o TRAIL é mais eficaz quando administrado na membrana externa de uma célula cancerosa, enquanto o Dox é mais eficaz quando entregue ao núcleo, os pesquisadores queriam entregar os medicamentos sequencialmente, com cada droga atingindo uma célula cancerosa, onde causará mais danos.

p O Dox está fisicamente ligado ao grafeno devido às semelhanças na estrutura molecular da droga e do grafeno. O TRAIL está ligado à superfície do grafeno por uma cadeia de aminoácidos chamados peptídeos.

p "Essas tiras de grafeno ricas em drogas são introduzidas na corrente sanguínea em solução, e, em seguida, viajar através da corrente sanguínea como tapetes voadores em nanoescala, "explica o Dr. Zhen Gu, autor sênior de um artigo que descreve o trabalho e professor assistente no programa conjunto de engenharia biomédica na NC State e UNC-Chapel Hill.

p Uma vez na corrente sanguínea, esses tapetes voadores tiram vantagem do fato de que os tumores cancerígenos causam o vazamento de vasos sanguíneos próximos, usando esses vazamentos para penetrar no tumor.

p Quando o tapete voador entra em contato com uma célula cancerosa, receptores na superfície da célula prendem-se ao TRAIL. Enquanto isso, enzimas que são comuns na superfície das células cancerosas separam os peptídeos que ligam o TRAIL e o grafeno. Isso permite que a célula absorva o grafeno carregado com Dox e deixe o TRAIL na superfície, onde começa um processo para desencadear a morte celular.

p Depois que o tapete voador é "engolido" pela célula, o ambiente ácido dentro da célula promove a separação do Dox do grafeno - liberando-o para atacar o núcleo.

p "Demonstramos que o próprio TRAIL pode ser usado para anexar um sistema de entrega de drogas a uma célula cancerosa, sem usar material intermediário - o que é algo que não sabíamos, "Gu diz." E porque o grafeno tem uma grande área de superfície, essa técnica aumenta nossa capacidade de aplicar TRAIL em seu alvo nas membranas das células cancerosas. "

p Os pesquisadores testaram a técnica de entrega de drogas no tapete voador em testes pré-clínicos contra tumores de câncer de pulmão humano (linha celular A549) em ratos de laboratório. A técnica foi significativamente mais eficaz do que Dox ou TRAIL por si só, ou a uma combinação de Dox e TRAIL em que a ligação peptídica entre o grafeno e o TRAIL não pôde ser cortada.

p "Agora estamos tentando garantir financiamento para apoiar estudos pré-clínicos adicionais, a fim de determinar a melhor forma de prosseguir com esta nova técnica, "Gu diz.

p O papel, "Furin-Mediated Sequential Delivery of Anticancer Cytokine and Small-Molecule Drug Shuttled by Graphene, "foi publicado em exibição antecipada online em 15 de dezembro em Materiais avançados .