Os neutrófilos são um tipo de glóbulo branco que ajuda a combater doenças e enfermidades viajando para o local infectado do corpo para procurar e destruir patógenos nocivos.
Mas sem restrições, os neutrófilos também podem prolongar a inflamação e contribuir para o desenvolvimento de condições como trombose vascular, câncer e retinopatia diabética.

Para bloquear os efeitos nocivos da célula defensiva, uma equipe de pesquisa liderada pela Case Western Reserve University (CWRU) projetou uma plataforma de nanopartículas que pode atingir exclusivamente neutrófilos ativados associados a doenças – deixando intocados os neutrófilos circulantes inativos.

"Isso garante que os neutrófilos associados à doença sejam suprimidos", explicou Evi Stavrou, professora da CWRU, "mas [sua] capacidade de combater infecções permanece intacta".

As descobertas oferecem o potencial de transformar terapias para doenças prevalentes, incluindo complicações diabéticas, câncer e doenças autoimunes.

Stavrou, professor designado por Oscar D. Ratnoff em Medicina e Hematologia na Faculdade de Medicina, é o principal autor correspondente do estudo, que apareceu recentemente na Nature Nanotechnology .

Os resultados surgiram de uma colaboração de três anos entre o laboratório de Stavrou, colegas dos departamentos de engenharia biomédica e farmacologia da Case Western Reserve e com parceiros de pesquisa em todo o mundo.

"Esta colaboração entre o laboratório do Dr. Stavrou e nosso laboratório reúne nossa experiência complementar e interdisciplinar para criar uma plataforma de nanomedicina única que permite o direcionamento específico de neutrófilos ativados", disse Anirban Sen Gupta, professor de engenharia biomédica e Leonard Case Jr. Professor de Engenharia da Case School of Engineering. "A atividade aberrante de neutrófilos está surgindo como um mecanismo importante em muitas doenças, e esta plataforma pode permitir o tratamento direcionado de tais doenças sem comprometer as capacidades de defesa imunológica dos neutrófilos".

Seu trabalho mostrou que direcionar uma droga supressora de neutrófilos especificamente para o local da doença, embalando-a na nanoplataforma, aumentou a eficácia da droga. Isso também diminuiu os efeitos tóxicos em comparação com quando a droga é administrada diretamente por via intravenosa.

O estudo

O estudo representa a primeira demonstração de direcionamento ativo das chamadas "subpopulações" de neutrófilos. Sua plataforma é versátil o suficiente para ser adaptada a populações específicas de neutrófilos – sozinhas ou em complexos celulares, disse Stavrou.

Para atingir especificamente os neutrófilos ativados, Stavrou e Sen Gupta primeiro tiveram que identificar um marcador de superfície expresso exclusivamente por neutrófilos ativados, mas não por células em repouso. Eles se concentraram na elastase de neutrófilos (NE) - que é secretada por neutrófilos durante a inflamação - porque é produzida apenas por neutrófilos e só viaja para a superfície da célula quando ativada.

Para usar NE como "isca" para ligação de nanopartículas (NP), Stavrou e Sen Gupta projetaram um peptídeo derivado de alfa-1 antitripsina (um inibidor natural de NE) e demonstraram sua capacidade de ligação específica para NE. A decoração da superfície das nanopartículas com este peptídeo permitiu sua ligação específica aos neutrófilos ativados.

Em seguida, foram escolhidos os inibidores farmacológicos que interferem nas funções dos neutrófilos. A combinação desses dois componentes em uma plataforma de NP lipídico gerou nanopartículas terapêuticas direcionadas a neutrófilos ativas.

As nanopartículas montadas foram usadas em testes in vitro e in vivo para definir sua capacidade de carga, biodistribuição, especificidade para NE e vida útil de circulação em modelos de camundongos.

Várias variações de NPs foram criadas que podem interagir especificamente apenas com neutrófilos ativados ou com neutrófilos ativados que estão em complexo com outras células, como plaquetas ativadas – uma marca registrada da trombose inflamatória em muitas doenças.

Finalmente, a viabilidade da "capacidade terapêutica direcionada" com esta plataforma NP foi demonstrada usando cargas úteis de drogas em modelos de camundongos de trombose venosa.

A próxima fase de estudos se concentrará na investigação de novas moléculas de drogas supressoras de neutrófilos desenvolvidas no laboratório de Stavrou como carga útil nas nanopartículas e na avaliação dessas formulações em vários modelos de doenças causadas por neutrófilos. + Explorar mais

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