Em um avanço significativo para o tratamento do câncer, pesquisadores da Universidade Northwestern reestruturaram a estrutura molecular de um drug de quimioterapia amplamente utilizado, tornando-o muito mais solúvel, potente e menos tóxico para o organismo.
Os cientistas desenvolveram uma nova forma do medicamento utilizando ácidos nucleicos esféricos (SNAs), uma espécie de nanotextura que incorpora o medicamento diretamente em fitas de DNA recobrindo esferas minúsculas. Essa reengenharia transformou um hipotético drug de quimioterapia de baixa eficácia e pouca solubilidade em um agente anticâncer altamente direcionado que preserva os tecidos saudáveis.
Um Aumento Dramático Contra a Leucemia
A nova terapia foi testada em animais com leucemia mieloide aguda (LMA), um câncer sanguíneo de rápida progressão e difícil tratamento. Comparado à versão padrão de quimioterapia, o medicamento baseado em SNA penetrou nas células da leucemia 12,5 vezes mais eficientemente, destruiu-as até 20.000 vezes de forma mais eficaz, e desacelerou a progressão do câncer em 59 vezes – tudo isso sem efeitos colaterais detectáveis.
Esse sucesso evidencia a crescente promessa da nanomedicina estrutural, um campo que controla com precisão a composição e a arquitetura das nanomedicinas para aprimorar sua interação com o corpo humano. Com sete tratamentos baseados em SNA já em testes clínicos, os pesquisadores acreditam que essa abordagem pode abrir caminhos para novas vacinas e terapias para cânceres, infecções, distúrbios neurodegenerativos e doenças autoimunes.
As descobertas foram publicadas em 29 de outubro na ACS Nano.
“Impedindo Tumores em Seu Caminho”
“Em modelos animais, demonstramos que podemos interromper os tumores em seu caminho”, disse Chad A. Mirkin, da Northwestern, que liderou a pesquisa. “Se isso se traduzir em pacientes humanos, será um avanço realmente empolgante. Isso significaria quimioterapia mais eficaz, melhores taxas de resposta e menos efeitos colaterais. Esse é sempre o objetivo de qualquer tratamento contra o câncer.”
Mirkin é uma figura proeminente na química e nanomedicina, atuando como Professor George B. Rathmann de Química, Engenharia Química e Biológica, Engenharia Biomédica, Engenharia de Materiais e Medicina na Northwestern. Ele também dirige o Instituto Internacional de Nanotecnologia e é membro do Centro de Câncer Robert H. Lurie.
Repensando um Drug Clássico de Quimioterapia
Para este estudo, a equipe de Mirkin revisitou o 5-fluorouracil (5-Fu), um antigão therapy conhecido por sua eficiência limitada e efeitos colaterais severos. Como ele afeta tanto células saudáveis quanto cancerígenas, o 5-Fu pode causar náuseas, fadiga e, em casos raros, complicações cardíacas.
Mirkin explicou que o problema não está no medicamento em si, mas em sua baixa solubilidade. Menos de 1% se dissolve em muitos fluidos biológicos, o que significa que a maior parte não chega aos alvos pretendidos. Quando um medicamento não se dissolve adequadamente, ele se aglomera ou permanece sólido, impedindo que o corpo o absorva de forma eficaz.
“Todos nós sabemos que a quimioterapia é muitas vezes horrivelmente tóxica”, disse Mirkin. “Mas muitas pessoas não percebem que frequentemente também é mal solúvel, então precisamos encontrar maneiras de transformá-la em formas solúveis em água e entregá-la de forma eficaz.”
Como os Ácidos Nucleicos Esféricos Transformam a Administração de Medicamentos
Para superar essa limitação, os pesquisadores recorreram aos SNAs – nanopartículas globulares cercadas por densas camadas de DNA ou RNA. As células reconhecem facilmente essas estruturas e as incorporam. Nesse caso, a equipe de Mirkin incorporou quimicamente as moléculas de quimioterapia nas próprias fitas de DNA, criando um medicamento que as células cancerígenas absorvem naturalmente.
“A maioria das células tem receptores de catálise em suas superfícies”, explicou Mirkin. “Mas células mieloides superexpressam esses receptores, então há ainda mais deles. Se reconhecerem uma molécula, eles a puxarão para dentro da célula. Em vez de precisar forçar a entrada nas células, os SNAs são naturalmente absorvidos por esses receptores.”
Uma vez dentro, as enzimas degradam a camada de DNA, liberando a carga química diretamente na célula cancerosa. Essa reestruturação estrutural alterou completamente a interação do 5-Fu com as células da leucemia, aumentando drasticamente sua eficácia.
Precisão no Alvo com Mínimos Danos
Em modelos murinos, a nova terapia quase eliminou as células leucêmicas no sangue e no baço, ao mesmo tempo que aumentou significativamente o tempo de sobrevivência. Como os SNAs miravam seletivamente as células de LMA, os tecidos saudáveis permaneceram ilesos.
“Os quimioterápicos atuais matam tudo o que encontram”, disse Mirkin. “Portanto, matam as células cancerosas, mas também muitas células saudáveis. Nossa nanomedicina estrutural busca preferencialmente as células mieloides. Em vez de sobrecarregar todo o corpo com quimioterapia, ela entrega uma dose mais alta e focada exatamente onde é necessária.”
Próximos Passos Rumo aos Ensaios Clínicos
A equipe de pesquisa agora planeja testar a abordagem em um grupo maior de modelos animais pequenos antes de avançar para animais maiores e, por fim, ensaios clínicos humanos, assim que mais financiamento estiver disponível.
O estudo, intitulado “Ácidos nucleicos esféricos quimioterápicos”, foi apoiado pelo Instituto Nacional de Câncer e pelo Instituto Nacional de Diabetes e Doenças Digestivas e Renais, com um suporte adicional do Centro de Câncer Robert H. Lurie da Northwestern University.
