Cientistas criam medicamento de DNA “inteligente” que atinge células cancerígenas com extrema precisão
Como os médicos podem destruir as células cancerígenas sem danificar os tecidos saudáveis? Essa questão continua sendo um dos maiores desafios da oncologia moderna. Investigadores da Universidade de Genebra (UNIGE) desenvolveram agora um sistema “inteligente” construído a partir de cadeias sintéticas de ADN que pode identificar células cancerígenas com notável precisão e libertar medicamentos poderosos apenas onde são necessários. Além do tratamento do cancro, esta abordagem aponta para um futuro de medicamentos programáveis e responsivos. As descobertas aparecem em Biotecnologia da Natureza.
As terapias direcionadas já remodelaram o tratamento do cancro, direcionando os medicamentos diretamente para os tumores, ajudando a reduzir os danos nas células saudáveis e atenuando os efeitos secundários graves associados à quimioterapia. Uma das estratégias mais bem sucedidas envolve conjugados anticorpo-droga (ADCs), que utilizam anticorpos monoclonais para transportar tratamentos diretamente para as células cancerígenas.
No entanto, os ADCs ainda apresentam desvantagens. Seu tamanho relativamente grande pode limitar a capacidade de penetração nos tumores e eles só podem transportar uma quantidade limitada de medicamento. Estes desafios levaram os cientistas a explorar novas formas de administrar terapias de forma mais eficaz.
A entrega de medicamentos baseada em DNA oferece novas vantagens
Para superar estas limitações, a equipa da UNIGE concebeu um sistema baseado em cadeias curtas de ADN. Como essas moléculas são muito menores que os anticorpos, elas podem se mover mais facilmente através do tecido tumoral. Eles também podem ser projetados para transportar vários componentes, aumentando sua eficácia potencial.
Um sistema de “duas chaves” para ativação precisa de medicamentos
O novo método baseia-se em várias cadeias de DNA separadas, cada uma com uma função específica. Algumas cadeias incluem ligantes que reconhecem marcadores de câncer, enquanto outras carregam uma droga tóxica.
Quando dois marcadores de câncer distintos estão presentes em uma célula, os componentes do DNA se ligam a eles e se reúnem naquele local exato. Isto desencadeia uma reação em cadeia que cria mais estruturas de DNA no local, aumentando a quantidade de medicamento administrado. O processo funciona como a autenticação de dois fatores em um site bancário. Ambos os marcadores devem ser detectados antes que ocorra a ativação. Se faltar um, a reação não começa e o medicamento permanece inativo.
Resultados de laboratório mostram alta seletividade e poder
Em experiências de laboratório, o sistema identificou com sucesso células cancerígenas com combinações específicas de proteínas de superfície e administrou-lhes medicamentos potentes diretamente. As células saudáveis próximas não foram afetadas.
Os pesquisadores também mostraram que vários medicamentos podem ser administrados juntos usando esta abordagem. Isto pode ser importante para prevenir ou superar a resistência, um problema comum no tratamento do cancro.
“Isto poderá marcar um importante passo em frente na evolução da medicina, com a introdução de um sistema de medicamentos auto-operacional. Até agora, os computadores e a IA ajudaram-nos a conceber novos medicamentos. A novidade aqui é que o próprio medicamento pode, de uma forma simples, ‘calcular’ e responder de forma inteligente a sinais biológicos”, explica Nicolas Winssinger, professor catedrático do Departamento de Química Orgânica da Escola de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da UNIGE, e último autor do estudo.
Drogas que agem como “computadores”
O sistema funciona usando o mesmo tipo de lógica básica encontrada na computação. Assim como os computadores dependem de operações como “e”, “ou” e “não”, esta tecnologia aplica regras semelhantes no nível molecular. Neste caso, uma porta lógica “e” garante que o medicamento seja ativado apenas quando ambos os marcadores de câncer estiverem presentes, tornando o tratamento altamente seletivo.
Rumo a medicamentos “inteligentes” programáveis
No futuro, os investigadores esperam expandir este conceito adicionando funções lógicas mais complexas. Isto poderá levar a medicamentos que se comportem como sistemas programáveis, capazes de tomar decisões mais avançadas dentro do corpo.
Tais tratamentos poderiam adaptar-se à biologia única de cada paciente, melhorando a eficácia e reduzindo os efeitos colaterais. Em vez de substituir os médicos, estes sistemas são concebidos para aumentar a precisão e o controlo da terapia, abrindo novas possibilidades para a medicina personalizada e remodelando a forma como as doenças são tratadas.
A pesquisa foi apoiada pela Swiss National Science Foundation e baseia-se em trabalhos anteriores do programa NCCR Chemical Biology.
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