Novo nanomaterial de ferro elimina células cancerígenas sem danificar tecidos saudáveis
Pesquisadores da Oregon State University criaram um novo nanomaterial projetado para destruir células cancerígenas por dentro. O material ativa duas reações químicas distintas uma vez dentro de uma célula tumoral, sobrecarregando-a com estresse oxidativo e deixando ileso o tecido saudável circundante.
O trabalho, liderado por Oleh Taratula, Olena Taratula e Chao Wang da OSU College of Pharmacy, foi publicado em Materiais Funcionais Avançados.
Avanço na terapia quimiodinâmica
A descoberta fortalece o crescente campo da terapia quimiodinâmica ou CDT. Esta estratégia emergente de tratamento do câncer aproveita as condições químicas únicas encontradas no interior dos tumores. Em comparação com o tecido normal, as células cancerígenas tendem a ser mais ácidas e a conter níveis mais elevados de peróxido de hidrogénio.
A CDT tradicional utiliza essas condições tumorais para desencadear a formação de radicais hidroxila, moléculas altamente reativas feitas de oxigênio e hidrogênio que contêm um elétron desemparelhado. Essas espécies reativas de oxigênio danificam as células por meio da oxidação, retirando elétrons de componentes essenciais, como lipídios, proteínas e DNA.
Abordagens mais recentes de CDT também conseguiram gerar oxigênio singlete dentro de tumores. O oxigênio singlete é outra espécie reativa de oxigênio, nomeada por seu estado de spin de elétron único, em vez dos três estados de spin observados nas moléculas de oxigênio mais estáveis presentes no ar.
Superando os limites dos agentes CDT existentes
“No entanto, os agentes CDT existentes são limitados”, disse Oleh Taratula. “Eles geram eficientemente hidroxilas radicais ou oxigênio singleto, mas não ambos, e muitas vezes carecem de atividade catalítica suficiente para sustentar a produção robusta de espécies reativas de oxigênio. Consequentemente, os estudos pré-clínicos muitas vezes mostram apenas regressão parcial do tumor e não um benefício terapêutico durável.”
Para resolver essas deficiências, a equipe desenvolveu um novo nanoagente CDT construído a partir de uma estrutura metal-orgânica à base de ferro ou MOF. Esta estrutura é capaz de produzir radicais hidroxila e oxigênio singleto, aumentando seu potencial de combate ao câncer. O MOF demonstrou forte toxicidade em múltiplas linhas celulares cancerígenas, causando danos mínimos às células não cancerosas.
Regressão tumoral completa em ratos
“Quando administramos sistemicamente nosso nanoagente em camundongos portadores de células de câncer de mama humano, ele se acumulou eficientemente em tumores, gerou espécies reativas de oxigênio de forma robusta e erradicou completamente o câncer sem efeitos adversos”, disse Olena Taratula. “Vimos a regressão total do tumor e a prevenção da recorrência a longo prazo, tudo sem observar qualquer toxicidade sistémica”.
Nestas experiências pré-clínicas, os tumores desapareceram completamente e não voltaram, e os animais não mostraram sinais de efeitos secundários prejudiciais.
Próximos passos em direção a um tratamento mais amplo do câncer
Antes de avançar para os testes em humanos, os investigadores planeiam testar o tratamento em outros tipos de cancro, incluindo o cancro pancreático agressivo, para determinar se a abordagem pode ser eficaz numa vasta gama de tumores.
Outros colaboradores do estudo incluíram os pesquisadores do estado de Oregon, Kongbrailatpam Shitaljit Sharma, Yoon Tae Goo, Vladislav Grigoriev, Constanze Raitmayr, Ana Paula Mesquita Souza e Manali Parag Phawde. O financiamento foi fornecido pelo Instituto Nacional do Câncer dos Institutos Nacionais de Saúde e pelo Instituto Nacional de Saúde Infantil e Desenvolvimento Humano Eunice Kennedy Shriver.
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