p Porque eles podem ser programados para viajar pelo corpo e visar seletivamente o câncer e outros locais de doença, veículos em escala nanométrica, chamados de nanocarreadores, podem fornecer concentrações mais altas de drogas para bombardear áreas específicas do corpo, minimizando os efeitos colaterais sistêmicos. Os nanocarreadores também podem fornecer medicamentos e agentes de diagnóstico que normalmente não são solúveis em água ou sangue, bem como diminuir significativamente a dosagem eficaz. p Embora este método possa parecer ideal para o tratamento de doenças, os nanocarreadores têm seus desafios.

p "Controlada, a entrega sustentada é vantajosa para o tratamento de muitos distúrbios crônicos, mas isso é difícil de conseguir com nanomateriais sem induzir inflamação local indesejável, "disse Evan Scott da Northwestern University." Em vez disso, os nanomateriais são normalmente administrados como várias injeções separadas ou como uma transfusão que pode levar mais de uma hora. Seria ótimo se os médicos pudessem dar uma injeção, que liberou continuamente nanomateriais por um período de tempo controlado. "

p Agora Scott, professor assistente de engenharia biomédica na McCormick School of Engineering da Northwestern, desenvolveu um novo mecanismo que torna isso controlado, entrega sustentada possível.

p A equipe de Scott projetou uma formulação de nanocarreador que - após formar rapidamente um gel dentro do corpo no local da injeção - pode liberar continuamente veículos carregados com drogas em nanoescala por meses. O próprio gel se remonta nos nanocarreadores, então, depois que toda a droga foi entregue, nenhum material residual é deixado para induzir inflamação ou formação de tecido fibroso. Este sistema poderia, por exemplo, permitem vacinas de administração única que não requerem reforços, bem como uma nova maneira de administrar quimioterapia, terapia hormonal, ou drogas que facilitam a cicatrização de feridas.

p Apoiado pela National Science Foundation e National Institutes of Health, a pesquisa foi publicada online hoje, 12 de fevereiro no jornal Nature Communications . Nicholas Karabin, um estudante de graduação no laboratório de Scott, foi o primeiro autor do artigo. Kenneth Shull da Northwestern Engineering, professor de ciência e engenharia de materiais, também contribuiu para o trabalho. Membro do Instituto Simpson Querrey de BioNanotecnologia e Química dos Processos de Vida da Northwestern, Scott foi o autor correspondente e liderou o desenvolvimento das nanopartículas e a validação in vivo.

p Atualmente, os sistemas de entrega sustentada de nanocarreadores mais comuns contêm nanomateriais dentro de matrizes poliméricas. Essas redes são implantadas no corpo, onde eles lentamente liberam os portadores de drogas presos ao longo de um período de tempo. O problema reside após a entrega ser concluída:as redes permanecem dentro do corpo, frequentemente provocando uma resposta de corpo estranho. A rede restante pode causar desconforto e inflamação crônica no paciente.

p Para contornar esse problema, Scott desenvolveu um nanocarreador usando auto-montagem, nanomateriais em forma de filamento, que são carregados com um medicamento ou agente de imagem. Quando reticulados, os filamentos formam uma rede de hidrogel semelhante ao tecido estrutural do corpo humano. Depois que os filamentos são injetados no corpo, a rede de hidrogel resultante funciona como um depósito de drogas que se degrada lentamente ao se decompor em nanomateriais esféricos chamados micelas, que são programados para viajar para alvos específicos. Como a rede se transforma no sistema de entrega de drogas, nada fica menos para trás para causar inflamação.

p "Todo o material contém a droga e, em seguida, distribui a droga, "Scott explicou." Degrada-se de forma controlada, resultando em nanomateriais de mesmo tamanho e forma. Se colocarmos uma droga nos filamentos, as micelas tomam o remédio e saem com ele. "

p Depois de testar o sistema in vitro e in vivo em um modelo animal, A equipe de Scott demonstrou que poderia administrar uma injeção subcutânea que lentamente entregou nanomateriais às células dos nódulos linfáticos por mais de um mês de forma controlada.

p Scott disse que o sistema pode ser usado para outras nanoestruturas, além de micelas. Por exemplo, o sistema pode incluir nanopartículas em forma de vesícula, tais como lipossomas ou poli-somas, que tem drogas, proteínas, ou anticorpos presos dentro. Vesículas diferentes podem transportar drogas diferentes e liberá-las em taxas diferentes, uma vez dentro do corpo.

p "Em seguida, estamos procurando maneiras de adaptar o sistema às necessidades de doenças e terapias específicas, "Scott disse." No momento, estamos trabalhando para encontrar maneiras de administrar quimioterápicos e vacinas. A quimioterapia geralmente requer a administração de vários medicamentos tóxicos em altas concentrações, e poderíamos fornecer todas essas drogas em uma injeção em dosagens muito mais baixas. Para imunização, esses hidrogéis injetáveis ​​podem ser administrados como vacinas padrão, mas estimulam células específicas do sistema imunológico por mais tempo, períodos de tempo controlados e potencialmente evitar a necessidade de reforços. "