Uma equipe de pesquisa no Japão, liderada por Akira Yokoi da Universidade de Nagoya, desenvolveu uma técnica inovadora usando folhas de nanofibras de celulose (CNF) derivadas de celulose de madeira para capturar vesículas extracelulares (EVs) de amostras de fluidos e até órgãos durante cirurgias.



EVs são pequenas estruturas de células cancerígenas que desempenham um papel crucial na comunicação célula a célula. A extração e análise de VEs usando esta nova tecnologia tem o potencial de revolucionar o diagnóstico precoce do câncer e abrir as portas para a medicina personalizada. Os pesquisadores publicaram suas descobertas na Nature Communications .

O câncer é conhecido por seu mau prognóstico e, em muitos casos, passa despercebido até seus estágios avançados, deixando os pacientes com opções de tratamento limitadas. A detecção precoce do cancro utilizando VEs e a sua análise fornecem informações vitais sobre o estado da doença e a sua progressão. Isto deverá ajudar os médicos a monitorizar e ajustar planos personalizados de tratamento do cancro. No entanto, os investigadores foram limitados nas tentativas anteriores de utilização de VEs devido à falta de uma estratégia de isolamento eficaz.

Para capturar EVs, Yokoi e seus colegas usaram folhas de CNF feitas de celulose de madeira para extraí-las de amostras de fluidos de modelos de camundongos com câncer de ovário. Como o material possui nanoestrutura porosa, a folha absorve o fluido que contém os EVs em seus poros e os fecha ao secar. Eles descobriram que as folhas capturavam e preservavam VEs de apenas dez microlitros de fluidos corporais. Em contraste, os métodos padrão atuais, como a ultracentrifugação, consomem mais tempo e requerem amostras muito maiores.

“Desenvolvemos a nanofibra de celulose única aplicando tecnologia de fabricação de papel e deslocamento de solvente”, disse Yokoi. “As nanofibras de celulose que usamos são um material de biomassa sustentável que vem principalmente das paredes celulares da madeira. Essas folhas têm propriedades atraentes, como serem leves, de alta resistência e, o mais importante, facilmente biodegradáveis.”

Usando a técnica, os pesquisadores extraíram e analisaram com sucesso EVs e os microRNAs (miRNAs) contidos neles a partir de modelos de câncer de ovário em camundongos. Como os miRNAs diferem entre pacientes saudáveis ​​e doentes, eles representam um marcador diagnóstico ideal para o câncer. A equipe também identificou conjuntos distintos de miRNAs em EVs coletados de superfícies tumorais, alguns dos quais diminuíram após a remoção do tumor.

Rastrear a presença ou ausência destes miRNAs poderia ser uma maneira fácil de analisar a eficácia do tratamento e, em seguida, adaptar o tratamento de acordo com a heterogeneidade do tumor. A heterogeneidade é um problema comum onde, mesmo em um único tumor, as células cancerígenas apresentam características e propriedades diferentes.

A estrutura dos lençóis é semelhante à da gaze médica, por isso podem ser facilmente fixadas e removidas mesmo quando colocadas em órgãos durante a cirurgia. Para testar isso, o grupo utilizou órgãos humanos recentemente removidos. Seu teste bem-sucedido revelou uma descoberta emocionante, já que os EVs na superfície do tumor mostraram perfis de miRNA únicos em comparação com o tecido tumoral.

“As superfícies dos órgãos eram uma subpopulação de EV anteriormente não analisada, que agora pode ser submetida a avaliações biológicas”, disse Yokoi. “O papel CNF permite a obtenção de VEs de múltiplos locais do corpo. Depois, ao verificar os perfis moleculares desses VEs, podemos monitorar a progressão da doença e adequar a seleção do melhor medicamento, contribuindo para uma medicina personalizada.”

Takahiro Ochiya, membro do conselho da Sociedade Internacional de Vesículas Extracelulares e presidente da Sociedade Japonesa de Vesículas Extracelulares, está entusiasmado com o potencial das folhas, dizendo:"A análise de exossomos usando folhas de CNF é um método extremamente novo e espera-se que tenha uma variedade de aplicações, incluindo usos médicos. Esperamos que este seja um grande avanço que levará o conhecimento dos exossomos como pesquisa médica diretamente aos pacientes”.

Esta pesquisa tem amplas implicações, abrindo a análise de VEs durante a cirurgia, uma área inexplorada até agora. Olhando para o futuro, a equipa de investigação está empenhada em avançar nas aplicações médicas das folhas EV para diversas doenças, melhorando a precisão do diagnóstico e ajudando a inaugurar a era da medicina personalizada.

Mais informações: A análise espacial do exossomo usando folhas de nanofibras de celulose revela a heterogeneidade da localização das vesículas extracelulares, Nature Communications (2023).
Informações do diário: Comunicações da Natureza

Fornecido pela Universidade de Nagoya