Direcionar as células cancerosas para a destruição enquanto deixa as células saudáveis ​​em paz - essa tem sido a promessa do campo emergente da nanomedicina contra o câncer. Mas uma nova meta-análise do Instituto de Biomateriais e Engenharia Biomédica da U of T (IBBME) indica que o progresso até agora tem sido limitado e novas estratégias são necessárias se a promessa se tornar realidade.

"A quantidade de pesquisas sobre o uso de nanopartículas projetadas para fornecer medicamentos contra o câncer diretamente aos tumores tem crescido constantemente na última década, mas existem muito poucas formulações usadas em pacientes. A questão é por quê? ", Diz o professor Warren Chan (IBBME, ChemE, MSE), autor sênior do artigo de revisão publicado hoje em Nature Reviews Materials . "Sentimos que era hora de olhar para o campo mais de perto."

Chan e seus co-autores analisaram 117 artigos publicados que registraram a eficiência de entrega de várias nanopartículas a tumores, ou seja, a porcentagem de nanopartículas injetadas que realmente alcançam o alvo pretendido. Para sua surpresa, eles descobriram que o valor médio era de cerca de 0,7 por cento das nanopartículas injetadas atingindo seus alvos, e que esse número não mudou nos últimos dez anos. "Se as nanopartículas não forem entregues ao tumor, eles não podem funcionar como projetado para muitos nanomedicamentos, "diz Chan.

Ainda mais surpreendente foi que alterar as próprias nanopartículas fez pouca diferença na eficiência de entrega líquida. "Os pesquisadores tentaram diferentes materiais e tamanhos de nanopartículas, diferentes revestimentos de superfície, Formas diferentes, mas todas essas variações não levam a nenhuma diferença, ou apenas pequenas diferenças, "diz Stefan Wilhelm, um pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Chan e principal autor do artigo. "Esses resultados sugerem que temos que pensar mais sobre a biologia e os mecanismos que estão envolvidos no processo de entrega, em vez de apenas alterar as características das próprias nanopartículas."

Wilhelm aponta que as nanopartículas têm algumas vantagens. Ao contrário das drogas quimioterápicas que vão por todo o corpo, drogas distribuídas por nanopartículas se acumulam mais em alguns órgãos e menos em outros. Isso pode ser benéfico:por exemplo, um tratamento atual usa nanopartículas chamadas lipossomas para encapsular o medicamento contra o câncer doxorrubicina.

Este encapsulamento reduz o acúmulo de doxorrubicina no coração, reduzindo assim a cardiotoxicidade em comparação com a administração do medicamento por conta própria.

Infelizmente, a maioria das nanopartículas injetadas, incluindo lipossomas, acabam no fígado, baço e rins, o que é lógico, já que a função desses órgãos é eliminar substâncias estranhas e venenos do sangue. Isso sugere que, para evitar que as nanopartículas sejam filtradas do sangue antes de atingirem o tumor alvo, os pesquisadores podem ter que controlar as interações desses órgãos com as nanopartículas.

Pode ser que haja uma química de superfície de partícula ideal, Tamanho, ou forma necessária para acessar cada tipo de órgão ou tecido. Uma estratégia que os autores estão perseguindo envolve nanopartículas de engenharia que podem responder dinamicamente às condições do corpo, alterando suas superfícies ou outras propriedades, muito parecido com as proteínas na natureza. Isso pode ajudá-los a evitar que sejam filtrados por órgãos como o fígado, mas, ao mesmo tempo, ter as propriedades ideais necessárias para entrar nos tumores.

De forma geral, os autores argumentam que, a fim de aumentar a eficiência de entrega de nanopartículas, uma estratégia sistemática e coordenada de longo prazo é necessária. Para construir uma base sólida para o campo da nanomedicina contra o câncer, os pesquisadores precisarão entender muito mais sobre as interações entre as nanopartículas e os vários órgãos do corpo do que hoje. Para este fim, O laboratório de Chan desenvolveu técnicas para visualizar essas interações em órgãos inteiros usando microscopia óptica 3D, um estudo publicado em ACS Nano esta semana.

Além disso, a equipe criou um banco de dados online aberto, chamado de Repositório de Nanomedicina do Câncer que permitirá a coleta e análise de dados sobre a eficiência de entrega de nanopartículas de qualquer estudo, não importa onde seja publicado. A equipe já carregou os dados coletados para o último artigo, mas quando o banco de dados entrar no ar em junho, pesquisadores de todo o mundo poderão adicionar seus dados e conduzir análises em tempo real para sua área de interesse específica.

"É um grande desafio coletar e encontrar maneiras de resumir os dados de uma década de pesquisa, mas este artigo será imensamente útil para pesquisadores da área, "diz a Professora Julie Audet (IBBME), colaborador do estudo.

Wilhelm diz que há um longo caminho a percorrer para melhorar a tradução clínica dos nanomedicamentos do câncer, mas ele está otimista com os resultados. "Desde a primeira publicação sobre lipossomas em 1965 até quando foram aprovados pela primeira vez para uso no tratamento do câncer, demorou 30 anos, "diz ele." Em 2016, já temos muitos dados, portanto, há uma chance de que a tradução de novos nanomedicamentos contra o câncer para uso clínico seja muito mais rápida desta vez. Nossa meta-análise fornece uma verificação da 'realidade' do estado atual da nanomedicina contra o câncer e identifica as áreas específicas de pesquisa que precisam ser investigadas para garantir que haverá uma tradução clínica rápida dos desenvolvimentos da nanomedicina. "