Quando você ouve a palavra "nanomedicina", ela pode trazer à mente cenários como os do filme "Viagem Fantástica", de 1966. O filme retrata uma equipe médica encolhida para montar uma nave robótica microscópica através do corpo de um homem para limpar um coágulo de sangue em seu cérebro.
A nanomedicina ainda não atingiu esse nível de sofisticação. Embora os cientistas possam gerar nanomateriais menores que vários nanômetros - o "nano" indicando um bilionésimo de metro - a nanotecnologia de hoje não foi capaz de gerar robótica eletrônica funcional pequena o suficiente para injetar com segurança na corrente sanguínea. Mas desde que o conceito de nanotecnologia foi introduzido pela primeira vez na década de 1970, deixou sua marca em muitos produtos do dia a dia, incluindo eletrônicos, tecidos, alimentos, processos de tratamento de água e ar, cosméticos e medicamentos. Dado esses sucessos em diferentes campos, muitos pesquisadores médicos estavam ansiosos para usar a nanotecnologia para diagnosticar e tratar doenças.

Sou um cientista farmacêutico que se inspirou na promessa da nanomedicina. Meu laboratório trabalhou no desenvolvimento de tratamentos de câncer usando nanomateriais nos últimos 20 anos. Embora a nanomedicina tenha tido muitos sucessos, alguns pesquisadores como eu ficaram desapontados com seu desempenho geral abaixo do esperado no câncer. Para melhor traduzir o sucesso no laboratório em tratamentos na clínica, propusemos uma nova maneira de projetar medicamentos contra o câncer usando nanomateriais. Usando essa estratégia, desenvolvemos um tratamento capaz de atingir a remissão completa em camundongos com câncer de mama metastático.

O que é nanomedicina?

A nanomedicina refere-se ao uso de materiais em nanoescala para diagnosticar e tratar doenças. Alguns pesquisadores definem a nanomedicina como englobando quaisquer produtos médicos que utilizem nanomateriais menores que 1.000 nanômetros. Outros usam mais estritamente o termo para se referir a drogas injetáveis ​​usando nanopartículas menores que 200 nanômetros. Qualquer coisa maior pode não ser segura para injetar na corrente sanguínea.

Vários nanomateriais têm sido usados ​​com sucesso em vacinas. Os exemplos mais conhecidos hoje são as vacinas de mRNA Pfizer-BioNTech e Moderna COVID-19. Essas vacinas usaram uma nanopartícula feita de lipídios, ou ácidos graxos, que ajuda a transportar o mRNA para onde ele precisa ir no corpo para desencadear uma resposta imune.

Os pesquisadores também usaram com sucesso nanomateriais em diagnósticos e imagens médicas. Testes rápidos de COVID-19 e testes de gravidez usam nanopartículas de ouro para formar a faixa colorida que designa um resultado positivo. A ressonância magnética, ou ressonância magnética, geralmente usa nanopartículas como agentes de contraste que ajudam a tornar uma imagem mais visível.

Vários medicamentos à base de nanopartículas foram aprovados para o tratamento do câncer. Doxil (doxorrubicina) e Abraxane (paclitaxel) são drogas quimioterápicas que utilizam nanomateriais como mecanismo de entrega para melhorar a eficácia do tratamento e reduzir os efeitos colaterais.

Câncer e nanomedicina

O potencial da nanomedicina para melhorar a eficácia de um medicamento e reduzir sua toxicidade é atraente para pesquisadores de câncer que trabalham com medicamentos anticancerígenos que geralmente têm fortes efeitos colaterais. De fato, 65% dos ensaios clínicos com nanopartículas são focados no câncer.

A ideia é que os medicamentos contra o câncer de nanopartículas possam agir como mísseis biológicos que destroem tumores enquanto minimizam os danos a órgãos saudáveis. Como os tumores têm vasos sanguíneos com vazamento, os pesquisadores acreditam que isso permitiria que as nanopartículas se acumulassem nos tumores. Por outro lado, como as nanopartículas podem circular na corrente sanguínea por mais tempo do que os tratamentos tradicionais contra o câncer, elas podem se acumular menos em órgãos saudáveis ​​e reduzir a toxicidade.

Embora essas estratégias de design tenham sido bem-sucedidas em modelos de camundongos, a maioria dos medicamentos contra o câncer de nanopartículas não se mostrou mais eficaz do que outros medicamentos contra o câncer. Além disso, enquanto alguns medicamentos à base de nanopartículas podem reduzir a toxicidade para certos órgãos, eles podem aumentar a toxicidade em outros. Por exemplo, enquanto o Doxil à base de nanopartículas diminui os danos ao coração em comparação com outras opções de quimioterapia, pode aumentar o risco de desenvolver a síndrome mão-pé.

Melhorar os medicamentos contra o câncer à base de nanopartículas

Para investigar maneiras de melhorar a forma como os medicamentos contra o câncer à base de nanopartículas são projetados, minha equipe de pesquisa e eu examinamos quão bem cinco medicamentos contra o câncer aprovados à base de nanopartículas se acumulam em tumores e evitam células saudáveis ​​​​em comparação com os mesmos medicamentos contra o câncer sem nanopartículas. Com base nas descobertas de nosso estudo de laboratório, propusemos que projetar nanopartículas para serem mais específicas para o alvo pretendido poderia melhorar sua tradução de modelos animais para pessoas. Isso inclui a criação de nanopartículas que abordam as deficiências de um determinado medicamento – como efeitos colaterais comuns – e se concentram nos tipos de células que devem ser direcionadas em cada tipo de câncer específico.

Usando esses critérios, projetamos uma imunoterapia baseada em nanopartículas para câncer de mama metastático. Identificamos pela primeira vez que o câncer de mama tem um tipo de célula imune que suprime a resposta imune, ajudando o câncer a se tornar resistente a tratamentos que estimulam o sistema imunológico a atacar tumores. Nossa hipótese é que, embora as drogas possam superar essa resistência, elas são incapazes de se acumular suficientemente nessas células para ter sucesso. Então, projetamos nanopartículas feitas de uma proteína comum chamada albumina que poderia fornecer medicamentos contra o câncer diretamente para onde essas células imunossupressoras estão localizadas.

Quando testamos nosso tratamento baseado em nanopartículas em camundongos geneticamente modificados para ter câncer de mama, conseguimos eliminar o tumor e alcançar a remissão completa. Todos os camundongos ainda estavam vivos 200 dias após o nascimento. Estamos esperançosos de que eventualmente se traduzirá de modelos animais para pacientes com câncer.

O futuro brilhante, mas realista, da nanomedicina

O sucesso de alguns medicamentos que usam nanopartículas, como as vacinas de mRNA COVID-19, gerou entusiasmo entre pesquisadores e o público sobre seu uso potencial no tratamento de várias outras doenças, incluindo conversas sobre uma futura vacina contra o câncer. No entanto, uma vacina para uma doença infecciosa não é o mesmo que uma vacina para o câncer. As vacinas contra o câncer podem exigir diferentes estratégias para superar a resistência ao tratamento. Injetar uma vacina à base de nanopartículas na corrente sanguínea também tem desafios de design diferentes do que injetar no músculo.

Embora o campo da nanomedicina tenha feito um bom progresso na obtenção de medicamentos ou diagnósticos para fora do laboratório e para a clínica, ainda há um longo caminho pela frente. Aprender com os sucessos e fracassos do passado pode ajudar os pesquisadores a desenvolver avanços que permitem que a nanomedicina cumpra sua promessa. + Explorar mais

Um nanomedicamento controlado por luz para administração precisa de medicamentos para tratar câncer colorretal

Este artigo é republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.