Grandes descobertas vêm em pequenos pacotes. Poucos sabem disso melhor do que Ann-Marie Broome, Ph.D., quem sente que a nanotecnologia detém o futuro da medicina com sua capacidade de fornecer drogas poderosas em minúsculas, pacotes de designer.

Sua última pesquisa encontrou a aplicação perfeita - visando células tumorais cerebrais cancerosas.

Resultados de seu recente artigo publicado online no jornal internacional Nanomedicina - A Future Medicine descobriu que um nanocarreador de lipídio projetado para ser pequeno o suficiente para passar a barreira sangue-cérebro poderia ser direcionado para entregar um medicamento quimioterápico de forma mais eficiente às células tumorais no cérebro. Estudos in vivo mostraram captação específica e aumento da morte em células da glia, tanto que Broome inicialmente questionou os resultados.

"Fiquei muito surpreso com a eficiência e eficiência com que funcionou assim que obtivemos o nanocarreador para essas células, " ela disse, explicando que os resultados iniciais foram tão promissores que ela fez sua equipe repetir os experimentos, usando diferentes linhas de células, quantidades de dosagem e tempos de tratamento. Os pesquisadores e médicos estão entusiasmados porque potencialmente aponta o caminho para uma nova opção de tratamento para pacientes com certas condições, como glioblastoma multiforme (GBM), o foco deste estudo.

O glioblastoma multiforme é uma doença devastadora sem opções curativas devido a vários desafios, disse Broome, que é o diretor de Imagem Molecular do Centro de Imagens Biomédicas da Medical University of South Carolina e diretor de Small Animal Imaging do Hollings Cancer Center. O tumor cerebral tem uma mortalidade geral significativa, em parte devido à sua localização, dificuldade de tratamento cirúrgico e a incapacidade de obter medicamentos através da barreira hematoencefálica, uma barreira protetora projetada para manter um ambiente estável dentro e ao redor do cérebro.

Em 40 por cento dos casos, os tratamentos padrão estenderão a expectativa de vida de 4 para 7 meses. "É realmente um resultado desanimador. Existem maneiras melhores de fornecer atendimento padrão."

É aí que Broome e seu laboratório de nanotecnologia entram.

Nanotecnologia é medicina, Engenharia, química, e biologia, todos agrupados e conduzidos em nanoescala, entre o intervalo de 1 a 1, 000 nanômetros. Para comparação, uma página fina de jornal tem cerca de 100, 000 nanômetros de espessura. Broome e sua equipe pegaram o que sabem sobre a biologia do câncer e do fator de crescimento derivado de plaquetas (PDGF), uma das numerosas proteínas do fator de crescimento que regula o crescimento e a divisão celular e também é superexpressa nas células tumorais no cérebro. Com aquilo em mente, eles projetaram uma micela que é um nanocarreador de fosfolipídio, "um pouco de glóbulo de gordura, "para entregar uma dose concentrada do medicamento de quimioterapia temozolomida (TMZ) às células tumorais de GBM.

"Micelas de um certo tamanho cruzarão a barreira hematoencefálica carregando uma quantidade concentrada de TMZ, "ela explicou como funciona a nanotecnologia." O PDGF é usado como um endereço postal. A micela leva para a rua, e o PDGF leva para a casa. "Essa capacidade de direcionamento é importante porque os pesquisadores aprenderam que é provável que o GBM se repita, ela disse.

"Acredita-se que as células satélites deixadas para trás após a remoção cirúrgica são as de crescimento mais rápido e mais perigosas. Estamos tentando matar as células satélites que crescem rapidamente e se transformam em novos tumores naquele local ou em outros. Esses tumores satélites crescem mais agressivamente do que outros. Você tem que acertá-los com força, rápido e agressivo. "

Surpreendentemente, a nanotecnologia já faz parte da vida cotidiana de muitas maneiras que as pessoas não percebem. É usado em tudo, desde maquiagem como hidratantes ou protetores solares UV a sorvetes para manter as temperaturas congeladas e texturas cremosas.

Em medicina, Broome disse, pesquisadores constroem nanocarreadores que são estáveis ​​e furtivos. "Suas células imunológicas não podem atacá-las. Elas permanecem ocultas." Quando o pacote chega aonde está indo, Os nanotecnologistas têm vários métodos para fazer com que as micelas liberem suas cargas úteis - uma maneira é usar a natureza ácida de um tumor de crescimento rápido. Na circulação normal, o pH do sangue é ligeiramente alcalino e a micela permanece intacta. O que os pesquisadores descobriram é que em muitos tipos de tumor, o pH muda drasticamente para um ambiente ácido.

"Enquanto o tumor cresce, ele cria subprodutos e metabólitos que alteram o pH, diminuindo assim. À medida que o centro se torna mais necrótico, fica ainda mais ácido. "

A mudança no pH desencadeia a liberação do medicamento de nossas micelas exatamente onde os médicos querem para reduzir a toxicidade para o resto do corpo, ela disse.

"Aproveitamos o ambiente natural do tumor, bem como a expressão celular. Sou um grande defensor da compreensão de que o microambiente tem um impacto sobre a qualidade do tratamento de tumores. É provavelmente por isso que tantas terapias falham - porque você tem que tomar em conta o sistema imunológico, o ambiente local, e as próprias células - todas as três são considerações importantes. "

É por isso que a nanotecnologia tem uma vantagem na formação de futuros tratamentos contra o câncer.

"É muito importante que o público reconheça que a nanotecnologia é o futuro. Ela afeta tantos campos diferentes. Tem um impacto claro na biologia do câncer e potencialmente tem um impacto em cânceres que são inacessíveis, intratável, indestrutível - que em circunstâncias normais é, em última análise, uma sentença de morte. "Muito familiarizada com isso está a pesquisadora e clínica Amy Lee Bredlau, M.D., diretor do Programa de Tumor Cerebral Pediátrico da MUSC Health, que também fez parte do estudo. Broome disse que adora ter a perspectiva de um clínico no laboratório para focar o grupo nos resultados translacionais para os pacientes.

"É por isso que é tão gratificante trabalhar com Amy Lee. Ela trabalha com muitos tipos de câncer para os quais não há opções. Estamos tentando fornecer opções."

Bredlau concordou. "Este artigo é empolgante porque demonstra uma nova abordagem para o tratamento de tumores cerebrais, combinar nanotecnologia visando um marcador de tumores cerebrais com um sistema de entrega especializado. Isso nos permitirá eventualmente atingir tumores cerebrais agressivos da infância e da idade adulta. "

Bredlau disse que está reservando um tempo de sua prática clínica para estar no laboratório de pesquisa de Broome porque sabe que é assim que pode acelerar o processo.

"Tenho paixão por melhorar a vida dos meus pacientes, agora e no futuro. Avançar na pesquisa agora é a melhor maneira de melhorar a vida de meus pacientes futuros. "

Bredlau vê a nanotecnologia como tendo o poder de revolucionar o tratamento de tumores cerebrais. "Quando aperfeiçoamos esta estratégia, seremos capazes de aplicar quimioterapias potentes apenas na área que precisa delas. Isso melhorará drasticamente nossas taxas de cura, ao mesmo tempo que elimina uma grande parte dos efeitos colaterais da quimioterapia. Imagine um mundo onde um diagnóstico de câncer não apenas não fosse fatal, mas também não significa que você estaria cansado, enjoar ou perder o cabelo. "

Embora animado com os resultados do estudo, Broome avisa que há muito mais trabalho a ser feito antes que novas opções de tratamento estejam prontamente disponíveis para os pacientes.

"Pode ou não ser eficaz para todos os tipos de GBMs. Existem subtipos, bem como GBMs resistentes à terapêutica, que esses nanocarreadores podem não impactar. Precisamos continuar testes rigorosos para verificar e validar nossas descobertas iniciais."

Eles estarão explorando um campo em expansão de biomarcadores direcionados disponíveis para células tumorais de GBM. Como é comum no câncer de mama e outros tipos de câncer, este câncer tem receptores de superfície celular específicos que são superexpressos, ela disse.

E embora o medicamento TMZ neste protocolo funcione de forma muito eficiente, pode não ser a melhor droga para a maioria das pessoas, ela disse. "Agora que sabemos, podemos levar o medicamento ao local designado e fazer com que funcione de forma eficiente, temos um comparador. Podemos testar combinações mais letais e diferentes de drogas que nunca antes foram usadas neste cenário. "

Este método de administração de medicamentos também abre novas janelas para os tratamentos de imunoterapia, obtendo reconhecimento internacional. Broome quer tomar quimioterápicos e combiná-los com novos tratamentos imunoterápicos para formar pacotes de entrega combinados exclusivos.

É ambicioso.

Broome, cuja equipe brinca que ela mantém "um longo, lista de tarefas impossíveis, "disse que o trabalho também se traduz em muitos campos além do câncer, incluindo acidente vascular cerebral, transplante e medicina regenerativa, onde pode ser usado, por exemplo, na cicatrização de feridas em dermatologia ou na manutenção de órgãos em transplantes. É uma das razões pelas quais ela enviou sua última pesquisa para um jornal internacional, porque ela quer acelerar os avanços na nanotecnologia, um campo que ela não tem dúvida mudará a forma como a medicina é feita.

"Eles são a principal razão de eu continuar a fazer o que faço, "disse ela sobre os pacientes que enfrentam diagnósticos sombrios." Eles me dão esperança. As possibilidades da nanoterapêutica são infinitas e brilhantes. "