Existem diferenças biológicas importantes entre homens e mulheres - até o nível celular. Investigadores do Brigham and Women's Hospital e colegas da Universidade de Stanford, McGill University e University of California, Berkeley queria determinar se as diferenças entre as células masculinas e femininas podem influenciar o quão bem as células absorvem as nanopartículas - um veículo-chave para imagens e aplicações de entrega de drogas direcionadas. A equipe demonstrou que o sexo celular influenciou consideravelmente a absorção celular de nanopartículas e descobriu que as células de homens e mulheres responderam de forma diferente às técnicas de reprogramação usadas para aumentar a capacidade das células de se diferenciarem em uma maior variedade de tipos de células. Seus resultados, publicado esta semana em ACS Nano , pode ajudar os pesquisadores a produzir nanomedicamentos de maneira mais segura e eficaz que levem o sexo em consideração.

"Apesar dos enormes esforços no campo da nanomedicina, menos tecnologias de nanopartículas do que o esperado chegaram aos ensaios clínicos. A razão por trás dessa grande lacuna entre os esforços e a tradução clínica bem-sucedida é, pelo menos em parte, devido à existência de vários fatores negligenciados na interface do nanobio ", disse o co-autor correspondente Morteza Mahmoudi, PhD, instrutor do Centro de Nanomedicina e Departamento de Anestesiologia do BWH. "Nos últimos dez anos, o objetivo central da minha pesquisa tem se concentrado em encontrar e introduzir fatores negligenciados nas interfaces nanobio para minimizar essa lacuna entre a clínica e a clínica, o que pode abrir caminho para acelerar a tradução clínica bem-sucedida de nanopartículas. Respostas diferentes de células masculinas e femininas exatamente ao mesmo tipo e concentração de nanopartículas é o último fator negligenciado que encontramos. "

Mahmoudi e seus colegas identificaram anteriormente vários outros fatores biológicos negligenciados que parecem contribuir para as discrepâncias observadas entre os resultados no laboratório e na clínica, incluindo a importância da medicina personalizada nas interfaces nanobio, tipo de célula, forma de célula, e temperatura de incubação. Para entender se o sexo celular pode ser um fator adicional importante que influencia os resultados, a equipe incubou nanopartículas com células-tronco amnióticas humanas (hAMSCs) que foram extraídas da camada amniótica da placenta ligada a fetos masculinos e femininos. Eles descobriram que as células femininas tinham uma absorção significativamente maior de nanopartículas do que as células masculinas.

No corpo, as células estão inundadas em uma ampla gama de biomoléculas, incluindo fatores parácrinos, que são pequenas proteínas que podem interagir com a superfície das nanopartículas. A equipe descobriu que os fatores parácrinos variaram entre as células masculinas e femininas:dos 63 fatores parácrinos medidos, 14 mostraram grandes diferenças. Essas diferenças podem afetar a identidade biológica das nanopartículas e, assim, alterar sua interação com as células. Além da variação de fatores parácrinos entre as células masculinas e femininas, a equipe também encontrou diferenças importantes na organização, distribuição e morfologia dos filamentos de actina em hAMSCs masculinos e femininos. Esses filamentos agem como minúsculos tentáculos que envolvem as partículas e as engolfam.

"Essas diferenças podem ter um impacto crítico na administração de nanopartículas, "disse Mahmoudi." Se as nanopartículas carregam uma droga para entregar, absorção diferente pode significar eficácia terapêutica diferente e outras diferenças importantes, como segurança, em dados clínicos. "

Os hAMSCs podem ser levados a um estado de célula-tronco ainda mais robusto usando um vírus Sendai para entregar fatores-chave ao núcleo. Essa técnica de reprogramação é bastante comum na biologia das células-tronco - mas a equipe de pesquisa descobriu que mesmo essa abordagem é afetada pelas diferenças entre as células masculinas e femininas, com as células femininas respondendo a uma taxa nove vezes maior do que as células masculinas.

A equipe também testou a absorção de nanopartículas para outros tipos de células humanas, incluindo fibroblastos de doadores de idades mais avançadas e encontraram diferenças significativas. Interessantemente, a equipe descobriu que os fibroblastos masculinos tinham níveis mais elevados de captação do que os fibroblastos femininos. Eles também viram diferenças na forma da mitocôndria das células e na estrutura do retículo endoplasmático, entre outras diferenças.

"O que estamos vendo é que o tipo de célula também será crítico. Se estamos tentando fornecer um medicamento quimioterápico, o tipo de célula que almejamos, bem como o sexo do paciente, podem influenciar a forma como o medicamento é administrado e absorvido, "disse Mahmoudi." Mais pesquisas são necessárias em uma maior variedade de tipos de células e suas diferenças intracelulares para obter informações mais aprofundadas sobre as diferenças físico-químicas e mecânicas entre as células masculinas e femininas. Esperamos que nosso trabalho ajude o campo nanobio a entender e superar alguns dos principais desafios na distribuição de medicamentos, em última análise, fornecendo melhores terapias para os pacientes de uma maneira específica para o sexo mais segura e altamente eficaz. "

A BWH tem uma longa história e compromisso com a compreensão de como a saúde e a doença diferem por sexo. Em particular, pesquisadores do Centro Connors para Saúde da Mulher e Biologia de Gênero estão desenvolvendo estratégias de prevenção e tratamento específico para o sexo em medicina clínica para o avanço dos cuidados de saúde no BWH.

"É essencial para nós reconhecer e compreender melhor como as diferenças moleculares e celulares em homens e mulheres estão subjacentes a tantos aspectos da saúde humana, "disse Hadine Joffe, MD, MSc, Diretora Executiva do Centro Mary Horrigan Connors para Saúde Feminina e Biologia de Gênero. "Através deste estudo, Morteza Mahmoudi e seus colegas estão ajudando a lançar luz sobre esse fenômeno subestimado, e seu trabalho estende o compromisso do Brigham de aplicar as descobertas sobre as diferenças baseadas no sexo para melhorar os cuidados de saúde. "