Os nanofusos de dióxido de titânio dopados com vanádio envoltos em polietilenoglicol (PEG) e usados em combinação com ondas de ultrassom podem matar células cancerosas. Crédito:Liang Cheng
O ultrassom pode ser usado para tratar o câncer quando usado em combinação com moléculas que sensibilizam o sistema às ondas sonoras. Esses sonosensibilizadores geram espécies tóxicas de oxigênio reativo que atacam e matam as células tumorais.
No Avaliações de Física Aplicada , cientistas da Universidade Soochow na China relatam um novo tipo de sonosensibilizador baseado em dióxido de titânio dopado com vanádio, V-TiO2, que aumenta a quantidade de danos que o ultrassom inflige aos tumores. Estudos em camundongos mostraram que o crescimento do tumor foi marcadamente suprimido quando comparado a um grupo de controle.
Moléculas orgânicas foram usadas no passado como sensibilizantes, mas estes são instáveis e podem levar à fototoxicidade, onde a exposição à luz pode produzir erupções cutâneas ou queimaduras solares extremas. Sensibilizadores inorgânicos baseados em TiO 2 nanomateriais também são usados, mas eles não funcionam bem e podem permanecer no corpo por longos períodos.
TiO 2 não funciona bem como um sensibilizador, porque possui um largo gap em sua estrutura eletrônica. Mesmo quando o ultrassom retira elétrons do TiO 2 nanopartículas, os elétrons se recombinam rapidamente com as nanopartículas, impedindo a geração de espécies reativas de oxigênio que poderiam atacar as células tumorais.
Os investigadores perceberam que poderiam evitar esse efeito dopando TiO 2 nanopartículas com o vanádio metálico para formar fusos de tamanho nano.
"A diferença de banda do V-TiO 2 os nanofusos são reduzidos, aumentando a eficiência da produção de espécies reativas de oxigênio disparadas por ultrassom em comparação com a de TiO puro 2 nanopartículas, "disse o autor Liang Cheng.
O microambiente ao redor do tumor é a chave para a metástase do câncer e invasão de outros tecidos, e importante para a forma como a quimioterapia e outros tratamentos funcionam. O microambiente tumoral tem um pH ácido, mas também contém uma grande quantidade de peróxido de hidrogênio e uma substância conhecida como glutationa.
Os investigadores perceberam que o V-TiO 2 os fusos agem como pequenas enzimas que catalisam processos químicos no microambiente. Na presença de ondas de ultrassom, os fusos permitem um ataque duplo ao tumor:um envolvendo ondas sonoras, a outra, um tipo de quimioterapia que degrada o peróxido de hidrogênio e consome glutationa. Ambos os efeitos matam as células tumorais sem prejudicar o tecido saudável.
Os pesquisadores realizaram um estudo cuidadoso usando controles em células de tumor de câncer de mama e em camundongos infectados com essas células cancerosas. Além de medições diretas sobre o crescimento do tumor, eles empregaram sondas fluorescentes para visualizar espécies reativas de oxigênio e glutationa durante o processo.
“É importante notar que V-TiO 2 os nanofusos são rapidamente excretados do corpo, "disse Cheng." Isso ajuda a prevenir quaisquer possíveis efeitos de toxicidade a longo prazo. "
Os cientistas também puderam observar V-TiO 2 nanofusos no baço e no fígado dos camundongos e, mais tarde, nas fezes e na urina. Nenhum sinal óbvio de inflamação ou dano ao órgão foi observado, mostrando que esses sensibilizadores são seguros e eficazes.
