Nanomoléculas metálicas capazes de transportar drogas exatamente para onde são necessárias poderiam um dia ajudar no tratamento de pacientes com doença pulmonar fatal.

Cientistas do Imperial College London testaram um novo tipo de nanopartícula chamada estrutura orgânica de metal (MOF) - minúsculas gaiolas de metal com menos de 100 nanômetros de diâmetro que podem ser carregadas com moléculas de drogas - que eles acreditam que poderia ser usado para tratar pacientes com um condição chamada hipertensão arterial pulmonar (HAP).

Na HAP, os vasos sanguíneos dos pulmões se contraem e engrossam, aumentando a pressão arterial e fazendo com que o lado direito do coração trabalhe cada vez mais, até que eventualmente falhe. A condição é rara, mas devastadora e pode afetar pessoas de todas as idades, incluindo bebês, adultos jovens e idosos. Pacientes em estágio avançado da doença têm poucas opções de tratamento além do transplante, com um tempo médio de sobrevivência de cerca de cinco anos após o diagnóstico.

Embora não haja cura para a HAP, os tratamentos existentes funcionam abrindo esses vasos sanguíneos. Essas drogas agem nos vasos sanguíneos de todo o corpo, Contudo, fazendo com que a pressão arterial caia e resultando em uma série de efeitos colaterais - o que significa que a dose em que esses medicamentos podem ser administrados é limitada.

Em seu último estudo, publicado online em Circulação pulmonar , o grupo multidisciplinar do Imperial descreve como foi o primeiro em uma série de etapas para desenvolver nanopartículas que poderiam entregar drogas diretamente aos pulmões, mostrando que as estruturas básicas não são prejudiciais às células.

Professora Jane Mitchell, do Instituto Nacional do Coração e Pulmão em Imperial, quem liderou a pesquisa, disse:"A esperança é que o uso desta abordagem permitirá, em última análise, que altas concentrações de medicamentos que já temos, sejam administrados apenas aos vasos do pulmão, e reduzir os efeitos colaterais. Para pacientes com hipertensão arterial pulmonar, pode significar que somos capazes de transformá-lo de uma condição fatal, a um crônico gerenciável. "

Gaiolas metálicas para entrega de drogas

As minúsculas estruturas metálicas - compostas de ferro - foram feitas no laboratório do Professor Paul Lickiss e do Dr. Rob Davies, do Departamento de Química e pela Dra. Nura Mohamed durante seus estudos de doutorado no Imperial. Dr. Mohamed, que foi financiado pela Fundação Qatar, fez as estruturas para que os medicamentos existentes usados ​​para tratar a HAP pudessem caber dentro delas.

Essas estruturas foram testadas em células de pulmão humano e células de vasos sanguíneos, que foram cultivadas a partir de células-tronco no sangue de pacientes com HAP. A equipe descobriu que as estruturas reduzem a inflamação e não são tóxicas para as células.

Outros testes mostraram que os MOFs eram seguros em ratos, com animais injetados com MOFs por um período de duas semanas, mostrando poucos efeitos colaterais - além de um leve acúmulo de ferro no fígado.

“Uma das maiores limitações da nanomedicina é a toxicidade, algumas das melhores estruturas da nanomedicina não passam dos estágios iniciais de desenvolvimento, pois matam as células, "disse o professor Mitchell." Fizemos esses protótipos de MOFs, e mostraram que não eram tóxicos para toda uma gama de células do pulmão humano. "

MOFs são uma área de interesse em nanomedicina, com engenheiros com o objetivo de desenvolvê-los como transportadores que podem segurar a carga de drogas, liberá-lo sob condições específicas, como mudanças no pH, temperatura, ou mesmo quando as nanoestruturas são atraídas para a área alvo por ímãs fora do corpo.

Além da descoberta de que suas nanoestruturas de ferro não eram tóxicas, a equipe acredita que os MOFs podem ter propriedades terapêuticas adicionais. Houve evidências que sugerem propriedades antiinflamatórias, com os MOFs reduzindo os níveis de um marcador inflamatório nos vasos sanguíneos, chamado endotelina-1, o que faz com que as artérias se contraiam. Além disso, o ferro também é um agente de contraste, o que significa que apareceria em exames dos pulmões para mostrar aonde a droga havia chegado.

Os MOFs ainda não foram testados em pacientes, mas o próximo passo é carregar as minúsculas estruturas metálicas com drogas e descobrir a melhor maneira de fazer com que direcionem sua carga para os pulmões. Os pesquisadores estão confiantes de que, se bem-sucedidos, a abordagem pode passar para ensaios para pacientes, com um candidato a medicamento pronto para ser testado nos próximos cinco anos. Os MOFs podem ser potencialmente administrados por um inalador no pulmão, ou administrado por injeção.

"Neste estudo, provamos o princípio de que este tipo de portador tem o potencial de ser carregado com uma droga e direcionado para o pulmão, "explicou o professor Mitchell." Esta é uma pesquisa fundamental e, embora este MOF em particular possa não ser aquele que o torna um medicamento para tratar HAP, nosso trabalho abre a ideia de que esta doença deve ser considerada com um maior esforço de pesquisa para a entrega de drogas direcionadas. "