Os aminoácidos, como a tirosina e o triptofano, são os blocos de construção fundamentais que constituem as proteínas. Essas biomoléculas possuem diferentes grupos químicos em cada extremidade e cadeia lateral e, portanto, têm a capacidade natural de formar uma cadeia através da formação de uma ligação amida (peptídeo). No entanto, tais ligações são fracas e facilmente degradadas sob condições fisiológicas. É aqui que entram em cena os aminoácidos protegidos por Fmoc.



Em um novo estudo agora, uma equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Eijiro Miyako, Professor Associado do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia do Japão (JAIST) e pelo Dr. CNRS), França, empregou luz ultravioleta a 254 nm (levando a nanopartículas de CBPRV) e reticulação mediada por riboflavina a 365 nm (levando a nanopartículas de CBPRibo) para reticular os aminoácidos protegidos por Fmoc.

“Os aminoácidos, sendo os blocos de construção das proteínas, têm inúmeras vantagens, como melhor biocompatibilidade. Portanto, queríamos criar novas nanopartículas automontadas à base de aminoácidos que pudessem ser desencadeadas através de múltiplos mecanismos”, diz o Dr. As conclusões deste estudo foram publicadas em Small .

Os aminoácidos auto-organizados eram dímeros reticulados de forma estável de Fmoc-Tyr-OH (tirosina) e Fmoc-Trp-OH (triptofano). A doxorrubicina, um medicamento anticancerígeno, foi posteriormente carregada nas nanopartículas de aminoácidos reticuladas.

Para aumentar a estabilidade das nanopartículas, os pesquisadores utilizaram um ácido tânico-ferro (Fe ³⁺ ) complexo (ou TAF) como camada externa de revestimento. Este revestimento pode degradar-se no interior das células através da liberação enzimática de glutationa ou pela diferença de pH no microambiente tumoral. O revestimento de ácido tânico também pode ser usado na terapia anticâncer fototérmica, onde a luz externa pode aumentar a temperatura local ao redor do tecido canceroso, causando a morte das células cancerígenas.

As nanopartículas sintetizadas foram então extensivamente estudadas quanto à sua integridade estrutural, estabilidade e liberação de medicamentos sob diferentes condições de pH. O perfil funcional, a absorção celular e a biocompatibilidade das nanopartículas de aminoácidos automontadas foram então estudados utilizando técnicas de cultura celular.

Finalmente, a eficácia anticancerígena das nanopartículas sintetizadas foi analisada em camundongos portadores de tumor. A abordagem combinada de quimioterapia, devido à ação da doxorrubicina, e terapia fototérmica graças ao revestimento de ácido tânico, apresentou excelente atividade anticancerígena.

Após a reticulação, as nanopartículas à base de aminoácidos apresentaram mudanças notáveis ​​na cor, tamanho, absorvância, fluorescência e estabilidade térmica. Além disso, o CBPUV exibiu estabilidade superior após a reticulação, em comparação com o CBPRibo. O CBPUV também manteve consistentemente sua estrutura, enquanto o CBPRibo apresentou desmontagem parcial, formando esferas ocas.

O estudo de liberação do medicamento revelou liberação mínima do medicamento sob pH fisiológico (7,4), indicando que o revestimento estável é crucial para a entrega in vivo. A pH 5,5, a degradação incompleta do revestimento resultou numa libertação insignificante do fármaco. No entanto, a adição de glutationa (GSH) em pH 5,5 aumentou significativamente a liberação do fármaco, desencadeando a degradação do revestimento TAF, indicando capacidade de resposta GSH/pH.

O tratamento combinado com ácido e GSH intensificou a degradação do revestimento. Este comportamento responsivo permite a liberação controlada do medicamento em condições fisiológicas específicas. Além disso, avaliações in vitro revelaram citotoxicidade dependente da concentração e eficácia melhorada na terapia quimio/fototérmica combinada. Estudos in vivo em camundongos portadores de tumor apresentaram inibição significativa do crescimento tumoral, indicando efeitos anticancerígenos promissores sem efeitos colaterais observados.

Miyako disse:"A nanotecnologia promete transformar a ciência laboratorial básica em uma ferramenta poderosa para combater doenças complexas como o câncer. Estamos otimistas de que esta pesquisa pioneira avançará, evoluindo potencialmente para uma tecnologia de ponta no tratamento do câncer, pronta para ensaios clínicos dentro de dez anos."

No futuro, o desenvolvimento destas nanopartículas de aminoácidos automontadas pode ajudar no combate a questões críticas, como a resistência a múltiplos medicamentos no cancro, e melhorar a eficácia global dos resultados do tratamento.

Mais informações: Tengfei Wang et al, Nanopartículas de aminoácidos co-montadas fotocruzadas para terapia anticâncer combinada quimio/fototérmica controlada, pequenas (2023). DOI:10.1002/smll.202307337
Informações do diário: Pequeno

Fornecido pelo Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia do Japão