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Nanopartículas controladas remotamente poderiam combater o câncer – suavemente

"A droga não é tóxica enquanto está dentro da partícula", explica Carlos Rinaldi. Ele é engenheiro biomédico na Universidade da Flórida em Gainesville. Ele liderou a equipe que projetou as partículas ativadas remotamente.

As nanopartículas não procuram tumores. Elas, no entanto, tendem a coletar em locais de tumor. E aqui está como. Tumores tendem a crescer tão rápido que os vasos sanguíneos dentro deles não conseguem acompanhar. Isso faz com que buracos se formem nos vasos sanguíneos. Para uma nano-embalagem que leva o remédio, essas manchas gotejantes se tornam uma entrada da corrente sangüínea para o tumor. As nanopartículas escorregam através desses vazamentos e se acumulam no tumor.

 

As nanopartículas também podem se acumular em lugares indesejáveis. Um ponto de coleta tão inútil é o fígado. Este órgão age como um filtro, tirando venenos do sangue. Também irá produzir algumas nanopartículas. Aqueles que forem pegos no fígado podem danificar o órgão se derramarem muito de uma droga anti-câncer.

Por muitos anos, os pesquisadores estudaram como fazer nanopartículas que não soltam sua carga de drogas nesses sites indesejados. Às vezes, eles dependiam de um traço químico do tumor - ou das enzimas que produz - para destravar as partículas. Mas nem todos os cânceres têm a mesma química. Então, o remédio pode vazar para envenenar as células fora do tumor. A nova inovação da equipe de Rinaldi é a criação de uma nanopartícula que não liberará seu remédio em nenhum lugar até que fique muito quente. E esse aquecimento ocorre quando a partícula é exposta a um campo magnético.

A equipe publicou suas descobertas em 9 de janeiro na ACS Applied Polymer Materials.

Idéia quente

A nano-embalagem contém dois tipos de partículas dentro de uma parede fina ou membrana. Imagine algo como uma máquina de chicletes, com dois tipos de chicletes dentro. O primeiro chicletes é uma nanopartícula feita de óxido de ferro. Este metal responde a campos magnéticos. Pense em um clipe de papel que pula para encontrar um imã de geladeira. Essas partículas também reagem quando atingidas por um certo tipo de campo magnético. Aqui, em vez de pular, elas se aquecem.

O segundo tipo de chicletes é um polímero (PAHL-ih-mur). Este tipo de molécula é feito de longas cadeias dos mesmos blocos de construção. Os pesquisadores descobriram como bloquear esse polímero em uma molécula de uma droga de combate ao câncer. Elas são vinculados usando um tipo de ligação química que quebra quando fica quente.

Em seguida, a equipe de Rinaldi envolveu cada par de chicletes em uma jaqueta ecológica. Isso permite que as nanopartículas percorram o sangue, que é à base de água. O revestimento também age como um disfarce. Ele esconde as nanopartículas do sistema imunológico do corpo. Cada pacote de dois "chicletes" mede cerca de 100 nanômetros (0,0000039 polegada) de diâmetro. Por uma perspectiva, um glóbulo vermelho é cerca de 70 vezes esse tamanho.

Quando exposto a um tipo específico de campo magnético, o óxido de ferro “chiclete” em cada pacote aquece. Isso quebra os laços que seguram o remédio dentro e o envia para o tumor.

Para este novo tratamento, Rinaldi e seus colegas usam uma máquina especial que restringe onde o campo entra em contato com o corpo. Eles podem direcionar esse campo para o local do tumor. Nanopartículas no fígado ou qualquer outro órgão saudável não serão expostas ao campo magnético. E isso significa que qualquer partícula neles não liberará a droga.

Como a droga será liberada somente no tumor, os pacientes agora podem tomar doses mais altas de drogas para câncer tóxico sem envenenar partes saudáveis ​​do corpo.

 

Ainda não está pronto para a clínica

A quimioterapia usando as novas partículas ainda está longe. O trabalho atual é uma “prova de princípio”, diz Rinaldi. Isso significa que ele e sua equipe ainda não testaram o sistema em células vivas, muito menos em animais. Na verdade, eles ainda não embalaram suas partículas com drogas reais ainda. No lugar de uma droga, os pesquisadores anexaram uma molécula fluorescente brilhante (Flor-ESS-ent) aos "chicletes" de óxido de ferro. Isso facilitou o rastreamento de onde e quando a substância química era liberada em resposta ao campo magnético.

Seria "um grande avanço", diz ele, "se eles realmente puderem garantir que essas partículas não liberem [uma] droga sem [um] campo magnético", diz Amit Joshi. Ele é engenheiro biomédico na Faculdade de Medicina de Wisconsin. Em Milwaukee, ele trabalha com nanopartículas, mas não estava envolvido neste estudo, mas alerta, sem testes em animais, "não sabemos quão estável é". Mesmo que as nanopartículas funcionem bem no laboratório, não há garantia de que funcionaria igualmente bem dentro do corpo.

As novas nanopartículas têm características que as tornam promissoras para a medicina, diz Joshi. A Food and Drug Administration dos EUA já aprovou nanopartículas de óxido de ferro para uso no corpo, aponta ele. E os campos magnéticos usados ​​para desencadear a liberação do fármaco pelas novas partículas podem atingir tumores profundamente dentro do corpo sem cirurgia, explica ele. Isso deve facilitar seu uso nos pacientes.

 

"Isso é realmente, eu diria, para nós, um pequeno passo", diz Rinaldi. "Há muitas coisas que não entendemos muito bem". Mas cada pequeno passo aproxima a tecnologia do uso no mundo real. No final, ele conclui: "É um campo empolgante com muitos aplicativos em potencial".

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