A quimioterapia geralmente reduz os tumores no início, mas à medida que as células cancerosas se tornam resistentes ao tratamento com drogas, os tumores podem voltar a crescer. Um novo nanodispositivo desenvolvido por pesquisadores do MIT pode ajudar a superar isso, primeiro bloqueando o gene que confere resistência aos medicamentos, em seguida, lançando um novo ataque de quimioterapia contra os tumores desarmados.

O dispositivo, que consiste em nanopartículas de ouro incorporadas em um hidrogel que pode ser injetado ou implantado no local do tumor, também poderia ser usado de forma mais ampla para interromper qualquer gene envolvido no câncer.

"Você pode direcionar qualquer marcador genético e administrar um medicamento, incluindo aqueles que não envolvem necessariamente as vias de resistência aos medicamentos. É uma plataforma universal para terapia dupla, "diz Natalie Artzi, um cientista pesquisador do Instituto de Engenharia Médica e Ciência do MIT (IMES), professor assistente na Harvard Medical School, e autor sênior de um artigo que descreve o dispositivo no Proceedings of the National Academy of Sciences na semana de 2 de março.

Para demonstrar a eficácia da nova abordagem, Artzi e seus colegas testaram em camundongos implantados com um tipo de tumor de mama humano conhecido como tumor triplo negativo. Esses tumores, que carece de qualquer um dos três marcadores de câncer de mama mais comuns - receptor de estrogênio, receptor de progesterona, e Her2 - geralmente são muito difíceis de tratar. Usando o novo dispositivo para bloquear o gene da proteína 1 multirresistente (MRP1) e, em seguida, administrar o medicamento quimioterápico 5-fluorouracil, os pesquisadores conseguiram reduzir os tumores em 90 por cento em duas semanas.

Superando a resistência

MRP1 é um dos muitos genes que podem ajudar as células tumorais a se tornarem resistentes à quimioterapia. MRP1 codifica para uma proteína que atua como uma bomba, eliminando drogas contra o câncer de células tumorais e tornando-as ineficazes. Esta bomba atua em vários medicamentos além do 5-fluorouracil, incluindo a droga comumente usada contra o câncer doxorrubicina.

"A resistência aos medicamentos é um grande obstáculo na terapia do câncer e a razão pela qual a quimioterapia, em muitos casos, não é muito eficaz ", diz João Conde, um pós-doutorado do IMES e autor principal do artigo PNAS.

Para superar isso, os pesquisadores criaram nanopartículas de ouro revestidas com fitas de DNA complementares à sequência do RNA mensageiro MRP1 - o fragmento de material genético que carrega as instruções do DNA para o resto da célula.

Essas fitas de DNA, que os pesquisadores chamam de "nanobeacons, "dobre-se para trás para formar uma estrutura em gancho fechada. No entanto, quando o DNA encontra a sequência correta de mRNA dentro de uma célula cancerosa, ele se desdobra e se liga ao mRNA, impedindo-o de gerar mais moléculas da proteína MRP1. Conforme o DNA se desdobra, ele também libera moléculas de 5-fluorouracil que foram incorporadas na fita. Esta droga então ataca o DNA da célula tumoral, uma vez que MRP1 não existe mais para bombeá-lo para fora da célula.

"Quando silenciamos o gene, a célula não é mais resistente a essa droga, para que possamos entregar a droga que agora recupera sua eficácia, "Diz Conde.

Quando cada um desses eventos ocorre - detectando a proteína MRP1 e liberando 5-fluorouracil - o dispositivo emite fluorescência de diferentes comprimentos de onda, permitindo que os pesquisadores visualizem o que está acontecendo dentro das células. Por causa disso, as partículas também podem ser usadas para diagnóstico - especificamente, determinar se um determinado gene relacionado ao câncer é ativado em células tumorais.

Liberação controlada de drogas

As nanopartículas de ouro revestidas com DNA são incorporadas em um gel adesivo que permanece no lugar e reveste o tumor após o implante. Esta administração local das partículas protege-as da degradação que pode ocorrer se forem administradas por todo o corpo, e também permite a liberação sustentada de drogas, Artzi diz.

Em seus estudos com ratos, os pesquisadores descobriram que as partículas podem silenciar MRP1 por até duas semanas, com liberação contínua de droga ao longo desse tempo, efetivamente diminuindo os tumores.

Esta abordagem pode ser adaptada para entregar qualquer tipo de droga ou terapia genética direcionada a um gene específico envolvido no câncer, dizem os pesquisadores. Eles agora estão trabalhando para usá-lo para silenciar um gene que estimula os tumores gástricos a metastatizar para os pulmões.