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O corpo humano é composto de milhares de minúsculos vasos linfáticos que transportam glóbulos brancos e proteínas por todo o corpo, como uma superestrada do sistema imunológico. É notavelmente eficiente, mas se danificado por lesão ou tratamento de câncer, todo o sistema começa a falhar. A retenção de líquidos e o inchaço resultantes, chamados de linfedema, não são apenas desconfortáveis - também são irreversíveis.
Quando os vasos linfáticos falham, normalmente sua capacidade de bombear o fluido fica comprometida. Pesquisadores do Georgia Institute of Technology desenvolveram um novo tratamento usando nanopartículas que podem reparar o bombeamento dos vasos linfáticos. Tradicionalmente, os pesquisadores da área tentaram regenerar os vasos linfáticos, mas reparar a ação de bombeamento é uma abordagem única.
“Com muitos pacientes, o desafio é que os vasos linfáticos que ainda existem no paciente não estão funcionando. Portanto, não é que você precise cultivar novos vasos que possam ser considerados tubos, mas sim fazer com que os tubos trabalho, que para os vasos linfáticos significa bombear”, disse Brandon Dixon, professor da Escola de Engenharia Mecânica George W. Woodruff. “É aí que nossa abordagem é realmente diferente. Ela fornece uma droga para ajudar os vasos linfáticos a bombear usando uma nanopartícula que pode drenar para os próprios vasos doentes”.
Os pesquisadores publicaram suas descobertas em “Lymphatic-Draining Nanoparticles Deliver Bay K8644 Payload to Lymphatic Vessels and Enhance Their Pumping Function” em Avanços da ciência em fevereiro.
O benefício da nanotecnologia para a administração de medicamentos
A droga que os pesquisadores usaram, S-(-)-Bay K8644 ou BayK, normalmente tem como alvo os canais de cálcio do tipo L que permitem a contração dos músculos esquelético, cardíaco e endócrino. Com efeito, a aplicação de BayK em todo o corpo levaria a convulsões e espasmos.
O uso de nanopartículas projetadas para drenar para os vasos linfáticos após a injeção concentra a droga apenas nos vasos linfáticos, drenando o local da injeção. Como resultado, o fármaco está disponível nos vasos linfáticos em uma dose localmente elevada. Quando a linfa é finalmente devolvida à circulação, ela é tão diluída no sangue que não afeta outros sistemas do corpo, tornando o medicamento para aplicações de linfedema direcionado e seguro.
“Os tecidos linfáticos funcionam como bacias hidrográficas – regionalmente você tem vasos que drenam o fluido de seus tecidos”, disse Susan Thomas, professora associada Woodruff de Engenharia Mecânica no Instituto Parker H. Petit de Bioengenharia e Biociência. “Este método é como colocar nanopartículas no rio para ajudar o rio a fluir melhor”.
A pesquisa é a combinação perfeita dos respectivos conhecimentos de Dixon e Thomas. O laboratório de Dixon estuda há anos como os vasos linfáticos funcionam em modelos animais. Thomas projeta tecnologias de entrega de drogas com nanopartículas que são implantadas no sistema linfático.
“Ele desenvolve ferramentas de análise e modelos de doenças relacionados ao sistema linfático, e eu desenvolvo tecnologias de distribuição de drogas com alvo linfático”, disse Thomas. “Enfrentar o linfedema como uma condição amplamente prevalente para a qual não há terapias eficazes foi a oportunidade perfeita para alavancar nossos pontos fortes para, com sorte, mover a agulha no desenvolvimento de novas estratégias para atender a essa população de pacientes carentes”.
Testando a terapia
As equipes do laboratório Dixon e Thomas testaram a formulação usando modelos de roedores. Eles primeiro mapearam o sistema de gânglios linfáticos do modelo injetando uma substância fluorescente para ver como ela viajava. Em seguida, eles aplicaram um manguito de pressão para medir como o sistema linfático deixa de funcionar quando comprometido. A partir daí, eles avaliaram como a formulação de BayK em uma nanopartícula de drenagem linfática influenciou os efeitos da droga. O sistema de entrega permitiu que a droga agisse dentro do vaso linfático, conforme demonstrado pelo aumento do bombeamento do vaso e restauração da pressão de bombeamento, e reduziu drasticamente a concentração de BayK no sangue, que é tipicamente associada a efeitos colaterais indesejados.
Os pesquisadores estão expandindo a formulação para modelos de doenças mais avançados para aproximá-la da aplicação humana. Eles também explorarão como ele pode ser usado para prevenir ou tratar o linfedema em combinação com outras terapias existentes ou novas que estão sendo desenvolvidas.
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