Nanopartículas que se auto-montam dentro das células para combater o câncer

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Nanopartículas que se auto-montam dentro das células para
combater o câncer
Esta terapia contra o câncer de nanopartículas sequestra processos biológicos para atingir células
cancerígenas e destruí-las com componentes de auto-montagem.
Inspirados pela replicação viral, os pesquisadores desenvolveram uma terapia que comanda processos
biológicos para criar nanopartículas dentro de macrófagos para ajudar na terapia do câncer. Através da
auto-montagem, as nanopartículas abordam alguns dos problemas de entrega que assolam as versões
atuais de nanomedicamentos, em que os nanomateriais são usados para entregar drogas dentro dos
tecidos.
Muitas vezes, os nanomedicamentos têm dificuldade em atingir o alvo certo, limitando seu impacto
terapêutico e levando a efeitos colaterais. Eventos biológicos podem interromper a entrega direcionada
de nanomedicamentos, e os pesquisadores estão constantemente trabalhando para melhorar seu
transporte.
Hijacking processos naturais
Jinhui Wu, pesquisador da Universidade de Nanjing, na China, e seus colegas procuraram manipular
processos intracelulares para desenvolver nanopartículas em funcionamento. “Estudamos a entrega de
nanomedicamentos por causa dos desafios que permanecem neste campo, e o número de
nanomedicamentos que atualmente são aplicados com sucesso na terapia clínica ainda é bastante
limitado”, disse Wu, principal autor do estudo.
https://www.advancedsciencenews.com/a-nanoparticle-vaccine-could-provide-hope-for-hard-to-treat-prostate-cancer/
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Dependendo do ferro livre para a sua formação, as nanopartículas de auto-montagem podem ser
facilmente direcionadas para tecido danificado ou anormal. Além disso, eles revertem a capacidade dos
macrófagos de causar supressão imunológica dentro dos tumores cancerígenos.
Buscando inspiração, os pesquisadores se voltaram para vírus que são conhecidos por cooptar os
processos celulares do hospedeiro para replicar. “A biomimética é uma importante direção de
desenvolvimento para os nanomedicamentos, e nossa utilização de processos biológicos é inspirada por
vírus”, disse Wu. Os pesquisadores queriam ver se uma droga poderia desencadear a formação de
nanopartículas quando combinada com os produtos de mecanismos biológicos.
Uma terapia de câncer de nanopartícula de auto-montagem
Para testar sua hipótese, a equipe se proturbava em um evento biológico em que os macrófagos, um
tipo de célula imune, limpam os “cadáveres” dos glóbulos vermelhos do corpo. Durante este processo, o
ferro das células vermelhas do sangue é liberado, processado e armazenado com segurança para uso
futuro.
Para começar, os pesquisadores se concentraram nessa reciclagem de ferro no contexto de tumores
cancerígenos em camundongos. Os tumores sólidos geralmente têm redes anormais e expansivas de
vasos sanguíneos através dos quais os glóbulos vermelhos do corpo fazem o seu caminho. Os
pesquisadores usaram um agente que ataca os vasos sanguíneos em tumores, após o que, os
macrófagos quebraram e limparam os glóbulos vermelhos. Isso também confirmou que os macrófagos
ligados a tumores ajudam a reciclar íons de ferro de glóbulos vermelhos.
O objetivo era sequestrar essa via biológica usando uma classe de fármacos chamada bisfosfonato que
são aprovados para tratar a osteoporose. Quando os pesquisadores misturaram ferrosos com
bisfosfonato em um tubo de ensaio, as duas moléculas se automontaram em nanopartículas e se
juntaram mesmo quando colocadas dentro de macrófagos.
Além disso, as nanopartículas levaram à formação de peróxido de hidrogênio, o que causa estresse
oxidativo dentro da célula – uma condição em que o equilíbrio de radicais livres e antioxidantes é
afetado, ativando a função imunológica nos macrófagos. Comumente, os macrófagos associados às
células cancerígenas tendem a suprimir as respostas imunes contra elas. O objetivo era subverter esses
macrófagos para limitar o crescimento do tumor.
Um parceiro bisfosfonato
A fim de estudar os efeitos dessas nanopartículas de auto-montagem, os pesquisadores incubaram os
glóbulos vermelhos e os macrófagos tratados com bifosfonato juntos. Os pesquisadores observaram
níveis anormais de várias moléculas imunes, tanto dentro dos macrófagos quanto nos tecidos tumorais.
Isso mostrou que os macrófagos foram ativados para promover a inflamação, recrutando outras células
e moléculas para o local do câncer.
Em seguida, os pesquisadores testaram a montagem de nanopartículas dentro de camundongos com
câncer. Eles injetaram glóbulos vermelhos e bisfosfonato nos tumores em diferentes momentos. Embora
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incentivando a infiltração de células imunes nas profundezas dos tecidos cancerígenos, as
nanopartículas auto-montadas também pareciam retardar o crescimento.
Os macrófagos em tumores geralmente suprimem uma resposta imune contra as células cancerígenas.
A terapia com bisfosfonato parece reverter essa tendência, levando à formação de macrófagos que
impulsionam a inflamação. Além disso, o ferro livre não flutua em tecidos saudáveis. Assim, quando o
bisfosfonato é usado para impulsionar a formação de nanopartículas dentro das células, a falta de ferro
livre no tecido normal limitaria seu surgimento. Isso reduz a probabilidade de efeitos fora do alvo.
Essas nanopartículas foram encontradas para reduzir o crescimento do tumor mesmo em comparação
com drogas que visam redes vasculares. “Nosso método é simples e operável e pode ser traduzido para
a clínica, já que os elementos usados no estudo foram clinicamente comprovados como seguros”, disse
Wu.
Além disso, esta terapia poderia ser combinada com tratamentos existentes para o câncer, como
radioterapia ou quimioterapia.
Nanomedicamentos que se juntam de forma independente e fácil dentro de tecidos cancerígenos
anormais têm o potencial de melhorar muito a eficácia e a segurança. Este método abre uma nova via
para terapias semelhantes.
Referência: Yang Liu, et al., Hijacking Self-Assembly para Estabelecer Nanopartículas Funcionais
Intracelulares, Ciência Avançada (2022), DOI: 10.1002/advs.202203027
Imagem de recurso: Imagem de um macrófago em um fundo preto. Crédito: Instituto Nacional do Câncer
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202203027