Pesquisadores da Universidade de Toronto desenvolveram uma nova teoria para explicar como as nanopartículas entram e saem dos tumores que deveriam tratar, potencialmente reescrevendo a compreensão da nanomedicina do câncer que tem orientado a pesquisa por quase quatro décadas.



O efeito de Permeabilidade e Retenção Aprimoradas (EPR), um conceito praticamente incontestado desde meados da década de 1980, postula que as nanopartículas entram em um tumor a partir da corrente sanguínea através de lacunas entre as células endoteliais que revestem seus vasos sanguíneos - e então ficam presas no tumor devido a vasos linfáticos disfuncionais.

"O aspecto de retenção da teoria EPR depende do fato de a cavidade do vaso linfático ser muito pequena para a saída das nanopartículas, ajudando assim as nanopartículas que transportam medicamentos que combatem o câncer a permanecerem nos tumores", disse Matthew Nguyen, Ph.D. estudante do Instituto de Engenharia Biomédica da Faculdade de Ciências Aplicadas e Engenharia e do Centro Donnelly de Pesquisa Celular e Biomolecular,

“Mas descobrimos que cerca de 45% das nanopartículas que se acumulam nos tumores acabarão saindo deles”.

Nguyen, que é membro do laboratório do professor Warren Chan, é o autor principal de um novo estudo publicado recentemente na revista Nature Materials. que desafia a teoria de longa data. As descobertas dos investigadores ajudam a explicar porque é que os tratamentos baseados no efeito EPR estão a falhar nos ensaios clínicos, com base em pesquisas anteriores do laboratório Chan que mostraram que menos de um por cento das nanopartículas realmente atingem os tumores.

Os pesquisadores descobriram que, ao contrário do efeito EPR, as nanopartículas podem deixar os tumores através dos vasos linfáticos. O método de saída de uma nanopartícula depende do seu tamanho, com as maiores (50-100 nanômetros de largura) com maior probabilidade de sair através dos vasos linfáticos nos tumores, e as menores (até 15 nanômetros de largura) com maior probabilidade de sair através dos vasos linfáticos circundantes. os tumores.

Em casos raros, as nanopartículas sairão pelos vasos sanguíneos.

A saída das nanopartículas dos tumores ocorre através de espaços nas paredes dos vasos linfáticos e transporta vesículas que as transportam através dessas paredes. Os pesquisadores mostraram que as nanopartículas entrarão novamente na corrente sanguínea após a drenagem linfática, e levantaram a hipótese de que essas nanopartículas eventualmente retornarão ao tumor para outra oportunidade de tratá-lo.

Refutar o efeito EPR não foi tarefa fácil. O laboratório Chan passou seis anos trabalhando para entender por que as nanopartículas não se acumulam efetivamente nos tumores. Antes deste estudo, o laboratório se concentrou em como as nanopartículas entram nos tumores. Através deste e de outros estudos, o laboratório desenvolveu uma teoria concorrente para o efeito EPR, chamada princípio de Transporte Ativo e Retenção (ATR).

Nguyen observou que o campo da nanomedicina evoluiu desde a publicação do estudo de entrada de nanopartículas em 2020. “Recebemos mais resistência de outros pesquisadores nesse estudo em comparação com este”, disse ele. “As pessoas começaram a aceitar que o efeito EPR é falho”.

Com quase metade das nanopartículas acumuladas saindo dos tumores, principalmente através dos vasos linfáticos, pesquisas futuras poderiam abordar esta questão através de tratamentos com nanopartículas que previnam a drenagem linfática.

"Estamos entusiasmados por ter uma melhor compreensão do processo de entrega de tumores com nanopartículas", disse Chan. "Os resultados desses estudos fundamentais sobre a entrada e saída de nanopartículas serão importantes para a engenharia de nanopartículas no tratamento do câncer."

As descobertas do estudo, se aplicadas no campo da nanomedicina do câncer, prometem uma nova direção para melhorar nossa compreensão de como as nanopartículas podem ser usadas para tratar tumores.

"Tentar traduzir a nanomedicina do câncer para a clínica é como trabalhar com uma caixa preta - alguns medicamentos funcionam, outros não, e é difícil saber por quê", disse Gang Zheng, diretor associado de pesquisa do Princess Margaret Cancer Center e pesquisador. professor de biofísica médica na Faculdade de Medicina Temerty da U of T que não esteve envolvido no estudo.

"A dedicação de Chan em compreender melhor os mecanismos de absorção e saída de nanopartículas está iluminando esses processos para ajudar a tornar nossos esforços de tradução mais eficientes e bem-sucedidos."

Mais informações: Luan N. M. Nguyen et al, A saída de nanopartículas de tumores sólidos, Nature Materials (2023). DOI:10.1038/s41563-023-01630-0
Informações do diário: Materiais Naturais

Fornecido pela Universidade de Toronto