Pesquisadores de engenharia biomédica da Universidade Estadual da Carolina do Norte e da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill desenvolveram uma técnica que usa um patch embutido com microagulhas para administrar o tratamento imunoterápico do câncer diretamente no local do câncer de pele melanoma. Em estudos com animais, a técnica direcionou mais eficazmente o melanoma do que outros tratamentos de imunoterapia.

De acordo com o CDC, mais de 67, 000 pessoas nos Estados Unidos foram diagnosticadas com melanoma apenas em 2012 - o ano mais recente para o qual existem dados disponíveis. Se pego cedo, pacientes com melanoma têm uma taxa de sobrevivência de 5 anos de mais de 98 por cento, de acordo com o National Cancer Institute. Esse número cai para 16,6 por cento se o câncer tiver metástase antes do diagnóstico e tratamento. Os tratamentos do melanoma variam de cirurgia a quimioterapia e radioterapia. Um novo campo promissor do tratamento do câncer é a imunoterapia do câncer, que ajuda o próprio sistema imunológico do corpo a combater o câncer.

No sistema imunológico, As células T devem identificar e matar as células cancerosas. Para fazer o trabalho deles, As células T usam receptores especializados para diferenciar as células saudáveis ​​das células cancerosas. Mas as células cancerosas podem enganar as células T. Uma maneira das células cancerosas fazerem isso é expressando um ligante de proteína que se liga a um receptor nas células T para impedir que a célula T reconheça e ataque a célula cancerosa.

Recentemente, A pesquisa da imunoterapia contra o câncer tem se concentrado no uso de anticorpos "anti-PD-1" (ou morte celular programada) para evitar que as células cancerosas enganem as células T.

"Contudo, isso apresenta vários desafios, "diz Chao Wang, co-autor principal de um artigo sobre a pesquisa com microagulhas e pesquisador de pós-doutorado no programa conjunto de engenharia biomédica na NC State e UNC-Chapel Hill. "Primeiro, os anticorpos anti-PD-1 são geralmente injetados na corrente sanguínea, portanto, eles não podem atingir o local do tumor de forma eficaz. Segundo, a overdose de anticorpos pode causar efeitos colaterais, como um distúrbio autoimune. "

Para enfrentar esses desafios, os pesquisadores desenvolveram um adesivo que usa microagulhas para fornecer anticorpos anti-PD-1 localmente ao tumor de pele. As microagulhas são feitas de ácido hialurônico, um material biocompatível.

Os anticorpos anti-PD-1 são incorporados em nanopartículas, junto com a glicose oxidase - uma enzima que produz ácido quando entra em contato com a glicose. Essas nanopartículas são então carregadas em microagulhas, que são dispostos na superfície de um patch.

Quando o adesivo é aplicado a um melanoma, o sangue entra nas microagulhas. A glicose no sangue faz com que a glicose oxidase produza ácido, que decompõe lentamente as nanopartículas. À medida que as nanopartículas se degradam, os anticorpos anti-PD-1 são liberados no tumor.

"Esta técnica cria uma constante, liberação sustentada de anticorpos diretamente no local do tumor; é uma abordagem eficiente com retenção aprimorada de anticorpos anti-PD-1 no microambiente tumoral, "diz Zhen Gu, professor assistente no programa de engenharia biomédica e autor sênior do artigo.

Os pesquisadores testaram a técnica contra o melanoma em um modelo de camundongo. O adesivo de microagulha carregado com nanopartículas anti-PD-1 foi comparado ao tratamento pela injeção de anticorpos anti-PD-1 diretamente na corrente sanguínea e para a injeção de nanopartículas anti-PD-1 diretamente no tumor.

"Depois de 40 dias, 40 por cento dos ratos que foram tratados com o adesivo de microagulha sobreviveram e não tinham melanoma remanescente detectável - em comparação com uma taxa de sobrevivência de zero por cento para os grupos de controle, "diz Yanqi Ye, um Ph.D. estudante no laboratório de Gu e co-autor principal do artigo.

Os pesquisadores também criaram um coquetel de drogas, consistindo em anticorpos anti-PD-1 e outro anticorpo chamado anti-CTLA-4 - que também ajuda as células T a atacarem as células cancerosas.

"Usando uma combinação de anti-PD-1 e anti-CTLA-4 no adesivo de microagulha, 70 por cento dos ratos sobreviveram e não tiveram melanoma detectável após 40 dias, "Wang diz.

"Por causa da forma de liberação sustentada e localizada, mediada por microagulhas, somos capazes de alcançar os efeitos terapêuticos desejáveis ​​com uma dosagem relativamente baixa, que reduz o risco de doenças autoimunes, "Gu diz.

"Estamos entusiasmados com esta técnica, e estão buscando financiamento para buscar mais estudos e tradução clínica potencial, "Gu acrescenta.