Os cientistas desenvolveram dois agentes, feitos de nanopartículas terapêuticas e anticorpos, que poderiam ser administrados aos pacientes pouco antes de uma coleta de sangue para permitir que os médicos detectassem melhor o DNA do tumor no sangue usando uma tecnologia chamada biópsia líquida.



As biópsias líquidas prometem transformar a forma como os cânceres são diagnosticados, monitorados e tratados, detectando o DNA que os tumores liberam no sangue. Mas o sistema imunológico do corpo apresenta um desafio significativo. As células imunológicas do fígado e as enzimas que degradam o DNA no sangue removem o DNA tumoral circulante da corrente sanguínea em poucos minutos, tornando esse DNA difícil de capturar e detectar em um exame de sangue.

Para superar isso, uma equipe do Broad Institute do MIT e do Harvard and Massachusetts Institute of Technology (MIT) desenvolveu dois "agentes de priming" injetáveis ​​que retardam brevemente a eliminação do DNA tumoral circulante do corpo, permitindo que os níveis desse DNA sejam reduzidos. aumentar temporariamente no sangue e ser coletado para testes.

A equipe diz que esses agentes de preparação podem melhorar o desempenho de biópsias líquidas para câncer e potencialmente outras doenças – semelhante à forma como os agentes de contraste são administrados aos pacientes para melhorar os exames de imagens médicas. Suas descobertas foram publicadas na Science.

Viktor Adalsteinsson, diretor do Gerstner Center for Cancer Diagnostics da Broad, Sangeeta Bhatia, membro do instituto da Broad, professor do MIT e diretor do Marble Center for Cancer Nanomedicine do Koch Institute do MIT, e J. Christopher Love, membro associado da Broad e professor do Instituto Koch do MIT, são co-autores seniores do estudo.

"A biópsia líquida representa uma mudança fundamental na forma como o câncer é diagnosticado e tratado, mas requer maior sensibilidade", disse Adalsteinsson. “Para melhorar a sensibilidade, procuramos abordar pela primeira vez a biologia da depuração do DNA tumoral circulante, reconhecendo que este é um obstáculo fundamental a montante da maioria dos testes de biópsia líquida que, se resolvido, poderia beneficiar amplamente os pacientes”.

Um dos agentes priming consiste em nanopartículas que, assim como o DNA tumoral circulante, são consumidas pelas células do sistema imunológico no fígado. “Pensamos que poderíamos projetar uma nanopartícula fictícia segura para distrair as células do sistema imunológico e deixar o DNA do tumor circulante em paz, para que pudesse estar em uma concentração mais alta nas amostras de sangue”, disse Bhatia.

O outro agente compreende anticorpos projetados que se ligam ao DNA do tumor, protegendo-os da destruição pelas enzimas circulantes. Ambas as estratégias – nanopartículas terapêuticas e anticorpos – já são formas bem estabelecidas de medicamentos para uso em humanos.

“As tecnologias existentes de biópsia líquida são limitadas pela quantidade de DNA tumoral que você tem no tubo de sangue”, disse Love. “Então começamos a pensar em como poderíamos injetar algo antecipadamente para ajudar a aumentar ou melhorar esse sinal”.

Carmen Martin-Alonso, estudante de pós-graduação no laboratório de Bhatia, liderou o projeto das nanopartículas. Shervin Tabrizi, associado de pós-doutorado no laboratório de Love e no Gerstner Center em Broad e oncologista de radiação no Massachusetts General Hospital, assumiu a liderança na engenharia dos anticorpos. E Kan Xiong, cientista pesquisador do Gerstner Center em Broad, liderou um esforço para otimizar a análise de gotículas únicas de sangue de camundongo para DNA tumoral circulante.

Em estudos com ratos, a equipe mostrou que a administração desses agentes de preparação uma a duas horas antes da coleta de uma amostra de sangue aumentou a quantidade de DNA tumoral circulante em uma amostra de sangue em mais de 10 vezes. Isto melhorou a sensibilidade da detecção de câncer por biópsia líquida em camundongos com baixa carga tumoral, de menos de 10% para mais de 75%. Os níveis circulantes de DNA tumoral nos animais retornaram aos valores basais em um dia.

“A capacidade de obter o pico de atividade desses agentes em algumas horas, seguido de sua rápida eliminação, significa que alguém poderia ir ao consultório médico, receber um agente como este e depois doar seu sangue para o teste em si, tudo dentro de uma visita", disse Love. “Esse recurso é um bom presságio para o potencial de traduzir esse conceito para uso clínico”.

A equipe diz que seus agentes de preparação representam novas tecnologias de plataforma que poderiam, em princípio, melhorar biópsias líquidas não apenas para câncer, mas também para doenças neurodegenerativas, distúrbios metabólicos, doenças infecciosas profundas e testes genéticos pré-natais, bem como para a detecção de outras doenças escassas. analitos de significado clínico.

“Aumentar o DNA tumoral circulante no sangue é apenas a ponta do iceberg”, disse Adalsteinsson. "Priming é uma nova fronteira que estamos entusiasmados em desenvolver ainda mais no diagnóstico do câncer e muito mais."

Mais informações: Carmen Martin-Alonso et al, Agentes de priming reduzem transitoriamente a depuração do DNA livre de células para melhorar biópsias líquidas, Ciência (2024). DOI:10.1126/science.adf2341. www.science.org/doi/10.1126/science.adf2341
Informações do diário: Ciência

Fornecido pelo Broad Institute do MIT e Harvard