Nanomedicina experimental administra medicamentos quimioterápicos diretamente em tumores em camundongos

Pesquisadores do Centro de Câncer Integral de Medicina da Universidade de Chicago desenvolveram um nanomedicamento que aumenta a penetração e o acúmulo de medicamentos quimioterápicos em tecidos tumorais e mata efetivamente células cancerígenas em camundongos.

O estudo, publicado em Avanços da Ciênciaaborda uma limitação da quimioterapia. Embora a quimioterapia seja a principal opção de tratamento para a maioria dos cânceres, grande parte do medicamento é rapidamente decomposta por enzimas no corpo ou rapidamente eliminada pelos rins antes de atingir o tecido tumoral. Além disso, uma grande quantidade do medicamento no sistema atinge tecidos saudáveis, causando efeitos colaterais tóxicos.

Para superar esse desafio, uma abordagem emergente tem sido empacotar medicamentos quimioterápicos em nanopartículas. Essas partículas, que são tão pequenas que são invisíveis até mesmo sob um microscópio, podem transportar agentes quimioterápicos diretamente para o tumor. Embora promissora, a nanomedicina ainda precisa de melhorias significativas em sua capacidade de depositar o medicamento em células tumorais.

Wenbin Lin, o Professor James Franck de Química na Universidade de Chicago, é um pioneiro no desenvolvimento de nanopartículas para imagens médicas e administração de medicamentos. O novo estudo de seu laboratório relata uma nova abordagem para aumentar os efeitos da nanomedicina, que se mostrou eficaz em camundongos e que eles esperam mover para testes pré-clínicos.

Um navio melhor

Os medicamentos quimioterápicos atingem as células tumorais cruzando os vasos sanguíneos para o tecido tumoral vizinho. Mas as células cancerígenas frequentemente recrutam vasos sanguíneos próximos para invadir outros tecidos, e esses vasos criados às pressas são frequentemente anormais — criando padrões irregulares de fluxo sanguíneo e dificultando a penetração eficaz de um medicamento no tecido tumoral.

Cientistas observaram uma via específica conhecida como STING, para estimulador de genes de interferon. A ativação do STING interrompe a vasculatura do tumor — o arranjo dos vasos sanguíneos — e aumenta o vazamento dos vasos sanguíneos perto do tumor. Mas tentativas anteriores de ativar o STING falharam em atingir os resultados desejados.

Lin e sua equipe projetaram um pequeno polímero que encapsula tanto o STING quanto o medicamento quimioterápico. Isso alavanca a propriedade única dos ativadores do STING ao entregá-los junto com medicamentos quimioterápicos, com a ideia de que a ativação do STING aumenta a permeabilidade dos vasos sanguíneos ao redor do tumor e, portanto, aumentará os efeitos da quimioterapia.

“Descobrimos uma nova maneira de usar ativadores STING para interromper a vasculatura tumoral e, basicamente, melhorar a administração de medicamentos aos tumores sem aumentá-los para outros tecidos”, disse Lin.

“Os ativadores STING não funcionaram muito bem sozinhos, mas, ao criar a nanomedicina, acredito que isso também poderia fazer com que os ativadores STING funcionassem sozinhos ou em combinação, o que considero uma contribuição importante”, disse Ralph Weichselbaum, Daniel K. Ludwig Distinguished Service Professor, presidente de Radiação e Oncologia Celular na UChicago e autor sênior do novo estudo.

A equipe de pesquisa avaliou os efeitos antitumorais da terapia em vários tipos de tumores em camundongos e encontrou fortes efeitos antitumorais com grande inibição do crescimento tumoral e altas taxas de cura.

“Observamos que a radiação ativa o STING como um patógeno devido às quebras de fita dupla introduzidas pela radiação e, mais importante, que os agonistas do STING podem ser úteis na terapia do câncer”, disse Weichselbaum.

Os cientistas também notaram que o STING pode ter outros efeitos além da permeabilidade dos vasos sanguíneos. A via STING é ativada por patógenos invasores como bactérias, vírus e DNA anormal do câncer e impulsiona a resposta inflamatória para limpar células indesejadas. A ativação do STING também aumenta a infiltração de células T e transforma tumores imunologicamente “frios” em tumores chamados “quentes” ou inflamados, permitindo que sejam mais responsivos a agentes de imunoterapia como inibidores de ponto de verificação imunológico.

Este trabalho surgiu de uma colaboração de longa data entre a Divisão de Ciências Físicas e a Divisão de Ciências Biológicas da UChicago.

“Este é um dos destaques da minha carreira, poder trabalhar com o Dr. Lin, porque me beneficiei muito de sua experiência em engenharia de nanopartículas para resolver problemas clínicos”, disse Weichselbaum.

“Os próximos passos são fazer mais estudos de validação e nos preparar para dimensionar a tecnologia e, quem sabe, testá-la em humanos”, disse Lin.