Um enigma do câncer é a capacidade do tumor de usar nossos corpos como escudos humanos para desviar o tratamento. Os tumores crescem entre os tecidos e órgãos normais, muitas vezes dando aos médicos poucas opções a não ser prejudicar, envenenar ou remover partes saudáveis ​​do nosso corpo na tentativa de vencer o câncer com cirurgia, quimioterapia ou radiação.

Mas em um artigo publicado em 27 de setembro na revista Pequena , cientistas da Universidade de Washington descrevem um novo sistema para encerrar drogas quimioterápicas em minúsculas, pacotes "nanocarreadores" sintéticos, que poderia ser injetado em pacientes e desmontado no local do tumor para liberar sua carga tóxica.

O grupo, liderado pelo professor de ciência de materiais e engenharia da UW Miqin Zhang, não é o primeiro a trabalhar em nanocarriers. Mas o pacote nanocarrier desenvolvido pela equipe de Zhang é um híbrido de materiais sintéticos, que dá ao nanocarreador a capacidade única de transportar não apenas drogas, mas também minúsculas partículas fluorescentes ou magnéticas para manchar o tumor e torná-lo visível aos cirurgiões.

"Nosso sistema nanocarreador é realmente um híbrido que atende a duas necessidades - entrega de drogas e imagens de tumor, "disse Zhang, quem é o autor sênior do artigo. "Primeiro, este nanocarreador pode entregar medicamentos de quimioterapia e liberá-los na área do tumor, que poupa o tecido saudável dos efeitos colaterais tóxicos. Segundo, carregamos o nanocarreador com materiais para ajudar os médicos a visualizar o tumor, usando um microscópio ou por ressonância magnética. "

Seu nanocarreador híbrido baseia-se em anos de pesquisa sobre os tipos de materiais sintéticos que poderiam embalar medicamentos para entrega em uma parte específica do corpo de um paciente. Em tentativas anteriores, os cientistas costumam tentar primeiro fazer um nanocarreador vazio de um material sintético. Uma vez montado, eles carregariam o nanocarreador com uma droga terapêutica. Mas essa abordagem era ineficiente, e carregava um alto risco de danificar os medicamentos frágeis e torná-los ineficazes.

"A maioria das drogas quimioterápicas tem estruturas complexas - essencialmente, eles são muito frágeis - e de nada adianta se estiverem quebrados no momento em que alcançam o tumor, "disse Zhang.

A equipe de Zhang contornou esse problema projetando um nanocarreador que poderia ser montado e carregado simultaneamente. Sua abordagem é semelhante a colocar carga dentro de um contêiner de transporte, mesmo que as paredes do contêiner, piso e telhado estão sendo montados e aparafusados.

Esta técnica de "carga durante a montagem" também permitiu que a equipe de Zhang incorporasse vários componentes químicos na estrutura do nanocarreador, o que pode ajudar a manter a carga no lugar e facilitar a imagem do tumor em ambientes clínicos.

Seu nanocarreador possui um núcleo de óxido de ferro, que fornece estrutura, mas também pode ser usado como um agente de imagem em exames de ressonância magnética. Uma casca de sílica envolve o núcleo, e foi projetado para empilhar com eficiência o paclitaxel, droga de quimioterapia. Eles também incluíram espaço no nanocarreador para pontos de carbono, partículas minúsculas que podem "manchar" o tecido e torná-lo mais fácil de ver ao microscópio, ajudando os médicos a resolver os limites entre o tecido canceroso e o saudável para um tratamento ou cirurgia posterior. A intensidade de muitos agentes de imagem diminui com o tempo, mas Zhang disse que este nanocarreador pode fornecer imagens sustentadas por meses.

No entanto, apesar de conter tanta carga, os nanocarreadores totalmente carregados têm menos do que a espessura de uma folha de papel frágil de caderno.

O invólucro de sílica mantém os nanocarreadores à prova d'água. Além disso, eles não interferem com o tecido saudável, como a equipe de Zhang mostrou ao injetar em camundongos saudáveis ​​nanocarreadores vazios ou nanocarreadores carregados com carga de drogas. Cinco dias após a injeção, eles verificaram órgãos vitais nos camundongos em busca de evidências de toxicidade e não encontraram nenhuma.

"Isso indicaria que os próprios nanocarreadores não desencadeiam uma reação adversa no corpo, e que os nanocarreadores carregados estão mantendo sua carga tóxica protegida do corpo, "disse Zhang.

A equipe UW também projetou os nanocarreadores para serem facilmente desmontados assim que alcançassem o local desejado. O aquecimento suave da luz infravermelha de baixo nível foi suficiente para fazer com que os nanocarreadores se separassem e despejassem sua carga, que é algo que os médicos podem aplicar ao local do tumor durante o tratamento.

Como teste final da eficácia do nanocarreador, A equipe de Zhang voltou-se para ratos com uma forma de câncer transmissível. Os camundongos que injetaram com nanocarreadores vazios não mostraram redução no tamanho do tumor. Mas os tumores diminuíram significativamente em ratos injetados com nanocarreadores que foram carregados com paclitaxel. Eles viram um efeito semelhante em células cancerosas humanas cultivadas e testadas em laboratório.

"Esses resultados mostram que os nanocarreadores podem entregar sua carga intacta ao local do tumor, "disse Zhang." E embora tenhamos projetado este nanocarreador especificamente para acomodar o paclitaxel, é possível ajustar essa técnica para outras drogas. "

Ainda há montanhas a serem escaladas antes que essa tecnologia seja comprovadamente segura e eficaz para humanos. Mas Zhang espera que a abordagem de sua equipe e os resultados promissores acelerem a ascensão.