Os gânglios linfáticos são os canários na mina de carvão do nosso sistema imunológico – disparando ao primeiro sinal de doença e, em seguida, enviando células imunológicas para onde são necessárias no corpo para combater infecções e doenças.



Para os quase 20 milhões de pacientes em todo o mundo diagnosticados com cancro todos os anos, os gânglios linfáticos são um indicador precoce inestimável para saber se o cancro sofreu metástase – quando as células cancerígenas começam a espalhar-se para outro órgão. Detectar metástases o mais cedo possível significa que o paciente pode receber a quimioterapia e as terapias imunológicas necessárias que melhorarão enormemente seu prognóstico.

Pesquisadores do Departamento de Engenharia Biomédica Alfred E. Mann da USC desenvolveram uma nova nanopartícula que pode "pegar carona" nas células do sistema imunológico, ou monócitos. Devido ao seu tamanho minúsculo, a partícula pode seguir diretamente para os gânglios linfáticos e ajudar a mostrar metástases nas ressonâncias magnéticas, onde de outra forma seria muito difícil de detectar. Os resultados podem levar a agentes de contraste mais avançados que podem ser injetados em pacientes para melhorar os exames de ressonância magnética dos gânglios linfáticos.

O trabalho foi publicado em ACS Nano e foi liderado pelo Dr. e Karl Jacob III, presidente de início de carreira, Eun Ji Chung, e Noah Trac, um Ph.D. estudante no Laboratório Chung.

Embora os gânglios linfáticos sejam um factor essencial na detecção do cancro, o seu rastreio através de biópsia é doloroso e invasivo e pode levar a efeitos secundários indesejados, como infecção, linfedema e trombose. Ferramentas de imagem, como detecção de ressonância magnética, não são invasivas. Ainda assim, eles também apresentam deficiências significativas quando se trata de triagem de gânglios linfáticos,

“As ressonâncias magnéticas analisarão o tamanho do linfonodo, mas isso não tem uma grande conexão e correlação com o fato de ser metastático”, disse Chung. "Mesmo se você estiver resfriado, seus gânglios linfáticos começarão a inflamar."

“O principal problema com as atuais técnicas de ressonância magnética não é que elas não detectem as células do sistema imunológico”, disse Trac. “Um grande problema com os agentes de contraste atuais é que não existe um mecanismo de direcionamento do câncer, então a maioria dos gânglios linfáticos são iluminados igualmente, independentemente de haver ou não câncer”.

Para enfrentar este desafio, Chung, Trac e os seus co-autores desenvolveram uma nanopartícula que tem como alvo um receptor presente tanto nas células tumorais como nos monócitos das células imunitárias – células que viajam para os gânglios linfáticos e são cada vez mais prevalentes em condições de doença.

“A ideia por trás desta nanopartícula é tentar direcionar a entrega do agente de contraste gadolínio aos gânglios linfáticos que têm câncer, para que apareçam mais brilhantes na ressonância magnética do que os gânglios linfáticos saudáveis”, disse Trac.

A ferramenta de diagnóstico também ofereceria um forte valor clínico para os médicos não só detectarem metástases pela primeira vez durante um diagnóstico inicial de cancro, mas também permitiria aos médicos acompanhar a recorrência do cancro.

"Basta dizer que um tumor primário foi removido, mas talvez eles não tenham conseguido tudo, ou o câncer volta e é metastático pela segunda vez. A metástase recorrente é muito mais difícil de detectar e pode levar a resultados piores para o paciente ", disse Chung.

Pegando carona para iluminar o câncer

As nanopartículas funcionam visando uma proteína expressa pelas células cancerígenas, conhecida como receptor 2 de quimiocina C – C (CCR2). As partículas “pegam carona” até os monócitos das células imunológicas que o corpo produz e que também expressam esse mesmo receptor em resposta ao câncer. Os monócitos então dão às partículas uma carona até os gânglios linfáticos, onde as partículas podem efetivamente destacar as células cancerígenas metastáticas e permitir uma detecção mais clara por meio de ressonância magnética.

“A razão pela qual este mecanismo funciona, além dos elementos de direcionamento, é porque o tamanho de nossas partículas também é único e pode atingir os gânglios linfáticos”, disse Chung. “Descobrimos que há um limite de tamanho e que nosso tipo de partícula é capaz de passar para os gânglios linfáticos e atingir as células cancerígenas que chegaram lá, junto com os monócitos que expressam esse receptor”.

O processo oferece benefícios revolucionários para a detecção precoce de metástases de câncer nos gânglios linfáticos. Embora anteriormente, a metástase só pudesse ser avaliada por um aumento no tamanho dos linfonodos; as novas partículas do Chung Lab podem levar a agentes de contraste para ressonância magnética que podem destacar células metastáticas em nódulos linfáticos que, de outra forma, poderiam parecer normais. Em experimentos utilizando um modelo de camundongo, a equipe demonstrou que as partículas aumentaram o sinal detectado pela ressonância magnética em até 50%.

“As partículas estão amplificando o sinal e podemos ver isso em pontos onde os gânglios linfáticos ainda não mudaram de tamanho e a metástase é muito precoce. ver metástase", disse Chung.

O próximo passo da equipe de pesquisa é aproximar seu trabalho das aplicações clínicas de agentes de contraste para ressonância magnética. O trabalho foi submetido ao Laboratório de Caracterização de Nanopartículas do National Institutes of Health, onde um terceiro avaliará e validará o trabalho para permitir que ele se aproxime dos testes em humanos.

Mais informações: Noah Trac et al, Detecção por ressonância magnética de metástase de linfonodo por meio de direcionamento molecular do receptor de quimiocina C – C tipo 2 e carona de monócitos, ACS Nano (2024). DOI:10.1021/acsnano.3c09201
Fornecido pela Universidade do Sul da Califórnia