Pesquisadores da Oregon State University criaram um novo tipo de nanomaterial projetado para destruir células cancerígenas por dentro. Uma vez que o material entra nas células tumorais, ele ativa duas reações químicas distintas que sobrecarregam as células tumorais com estresse oxidativo, deixando ileso o tecido saudável circundante.
O trabalho, liderado por Oleh Taratula, Olena Taratula e Chao Wang, da Oregon State University College of Pharmacy, foi publicado em Materiais funcionais avançados.
Avanço nas terapias quimiodinâmicas
Esta descoberta fortalece o campo crescente da terapia quimiodinâmica (TDC). Esta estratégia emergente de tratamento do câncer aproveita as condições químicas únicas dos tumores. As células cancerosas são mais ácidas e contêm níveis mais elevados de peróxido de hidrogênio do que o tecido normal.
A CDT tradicional explora essas condições tumorais para desencadear a formação de radicais hidroxila, que são moléculas altamente reativas compostas de oxigênio e hidrogênio que contêm elétrons desemparelhados. Estas espécies reativas de oxigênio danificam as células através da oxidação, retirando elétrons de componentes essenciais, como lipídios, proteínas e DNA.
Abordagens recentes de CDT também tiveram sucesso na geração de oxigênio singlete em tumores. O oxigênio singlete é outro tipo de espécie reativa de oxigênio, nomeada por seu estado de spin de um único elétron, em vez dos três estados de spin observados nas moléculas de oxigênio mais estáveis no ar.
Superando as limitações dos agentes CDT existentes
“No entanto, os medicamentos CDT existentes são limitados”, disse Oleh Taratula. “Eles geram eficientemente hidroxila radical ou oxigênio singleto, mas não ambos, e muitas vezes não possuem atividade catalítica suficiente para sustentar a produção robusta de espécies reativas de oxigênio. Como resultado, os estudos pré-clínicos muitas vezes mostram apenas regressão parcial do tumor, em vez de benefício terapêutico durável.”
Para resolver essas deficiências, a equipe desenvolveu um novo nanoagente CDT feito de estruturas metal-orgânicas à base de ferro, ou MOFs. Essa estrutura é capaz de gerar radicais hidroxila e oxigênio singleto, aumentando seu potencial anticancerígeno. Os MOFs exibem toxicidade potente contra múltiplas linhagens de células cancerígenas, ao mesmo tempo que causam danos mínimos às células não cancerosas.
Regressão tumoral completa em camundongos
“Quando injetamos nossa nanoformulação sistemicamente em camundongos portadores de células humanas de câncer de mama, ela se acumulou eficientemente nos tumores, produziu enormes quantidades de espécies reativas de oxigênio e erradicou completamente o câncer sem efeitos colaterais”, disse Olena Taratula. “Observamos a regressão completa do tumor e a prevenção da recorrência a longo prazo, tudo isso sem observar qualquer toxicidade sistêmica”.
Nestas experiências pré-clínicas, os tumores desapareceram completamente sem recorrência e os animais não apresentaram sinais de efeitos secundários nocivos.
Próximas etapas para um tratamento mais amplo do câncer
Antes de passarem aos testes em humanos, os investigadores planeiam testar o tratamento noutros tipos de cancro, incluindo o cancro pancreático agressivo, para determinar se pode ser eficaz contra uma variedade de tumores.
Outros colaboradores do estudo incluem os pesquisadores da OSU 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.
