p No laboratório, médicos podem anexar quimioterapia a nanopartículas que visam tumores, e pode usar nanopartículas para melhorar a imagem com ressonância magnética, PET e CT scans. Infelizmente, nanopartículas se parecem muito com patógenos - a introdução de nanopartículas no corpo humano pode levar à ativação do sistema imunológico, no qual, no melhor, nanopartículas são eliminadas antes de cumprir seu propósito, e na pior das hipóteses, o início de uma reação alérgica perigosa. Um artigo do University of Colorado Cancer Center publicado hoje na revista Nature Nanotechnology detalha como o sistema imunológico reconhece as nanopartículas, potencialmente pavimentando o caminho para neutralizar ou evitar essa detecção. p Especificamente, o estudo trabalhou com nanopartículas de óxido de ferro revestidas com dextrana, uma classe promissora e versátil de partículas usadas como veículos de entrega de drogas e intensificadores de contraste de ressonância magnética em muitos estudos. Como o nome indica, as partículas são minúsculas manchas de óxido de ferro incrustadas com cadeias de açúcar.

p "Usamos várias abordagens sofisticadas de microscopia para entender que as partículas basicamente se parecem com lagartas, "diz Dmitri Simberg, PhD, investigador do CU Cancer Center e professor assistente na Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, o autor sênior do artigo.

p A comparação é impressionante:a partícula de óxido de ferro é o corpo da lagarta, que está rodeado por finos fios de dextrano.

p Se as nanopartículas de óxido de ferro revestidas com dextrana de Simberg forem lagartas, então o sistema imunológico é um corvo gordo que os comeria - isto é, se puder encontrá-los. Na verdade, o sistema imunológico evoluiu exatamente para esse propósito - para encontrar e "comer" partículas estranhas - e, em vez de uma entidade homogênea, é na verdade composta de um punhado de sistemas inter-relacionados, cada um especializado para neutralizar uma forma específica de partícula invasora.

p O trabalho anterior de Simberg mostra que é o subcomponente imunológico chamado sistema do complemento que mais desafia as nanopartículas. Basicamente, o sistema complemento é um grupo de pouco mais de 30 proteínas que circulam pelo sangue e se ligam a partículas invasoras e patógenos. Em humanos, a ativação do sistema complemento requer que três proteínas se juntem em uma partícula -C3b, Bb e properdin - que formam um complexo estável chamado C3-convertase.

p "Toda a ativação do sistema complemento começa com a montagem da C3-convertase, "Simberg diz." Neste artigo, perguntamos como as proteínas do complemento realmente reconhecem a superfície das nanopartículas. Como toda essa reação é desencadeada? "

p Primeiro, estava claro que o revestimento de dextrano que deveria proteger as nanopartículas do ataque do complemento humano não estava fazendo seu trabalho. Simberg e seus colegas puderam ver as proteínas do complemento literalmente invadirem a barreira dos fios de dextrana.

p "Imagens de microscopia eletrônica mostram proteína entrando na partícula para tocar o núcleo de óxido de ferro, "Simberg diz.

p Na verdade, contanto que o revestimento de nanopartículas permitisse que as nanopartículas absorvessem proteínas do sangue, a C3 convertase foi montada e ativada nessas proteínas. A composição do revestimento era irrelevante - se alguma proteína do sangue fosse capaz de se ligar às nanopartículas, sempre levou à ativação do complemento. Além disso, Simberg e colegas também mostraram que a ativação do sistema complemento é um processo dinâmico e contínuo - as proteínas do sangue e a C3 convertase se dissociam constantemente das nanopartículas, e novas proteínas e convertases C3 ligam-se às partículas, continuando a cascata de ativação do sistema imunológico. O grupo também demonstrou que essa montagem dinâmica de proteínas do complemento ocorre não apenas em tubos de ensaio, mas também em organismos vivos, à medida que as partículas circulam no sangue.

p Simberg sugere que o trabalho aponta para desafios e três estratégias possíveis para evitar a ativação do sistema complementar por nanopartículas:"Primeiro, poderíamos tentar mudar o revestimento das nanopartículas para que não possa absorver proteínas, o que é uma tarefa difícil; segundo, poderíamos entender melhor a composição das proteínas absorvidas do sangue na superfície da partícula que permitem que ele se ligue às proteínas do complemento; e terceiro, existem inibidores naturais da ativação do complemento - por exemplo, o fator H do sangue - mas no contexto das nanopartículas, não é forte o suficiente para interromper a ativação do complemento. Talvez pudéssemos fazer com que as nanopartículas atraíssem mais Fator H para diminuir essa ativação. "

p Em um ponto, o conceito de nanomedicina parecia simples - engenheiros e químicos fariam uma nanopartícula com afinidade por tecido tumoral e, em seguida, anexariam uma molécula de medicamento a ela. Ou eles injetariam nanopartículas em pacientes que melhorariam a resolução do diagnóstico por imagem. Quando as realidades associadas ao uso de nanopartículas na paisagem do sistema imunológico humano se mostraram mais desafiadoras, muitos pesquisadores perceberam a necessidade de se afastar do possível uso clínico para entender melhor os mecanismos que desafiam o uso de nanopartículas.

p "Este trabalho básico é absolutamente necessário, "diz Seyed Moein Moghimi, PhD, nanotecnologista da Durham University, REINO UNIDO, e co-autor do artigo de Simberg. "É essencial que aprendamos a controlar o processo de reconhecimento imunológico para que possamos estabelecer uma ponte entre a promessa que as nanopartículas demonstram no laboratório e seu uso com pacientes reais no mundo real."