Os investigadores que se aventuram no domínio da combinação da microtecnologia com os mecanismos de defesa do corpo estão a explorar novas formas de melhorar a forma como tratamos e prevenimos doenças. Eles estão focados na criação de pequenas partículas semelhantes a fios que podem se comunicar com os sistemas de defesa do nosso corpo, permitindo que futuros tratamentos médicos não apenas sejam mais eficazes, mas também não tenham efeitos colaterais indesejados. Este trabalho inovador visa tornar realidade um conceito outrora fictício e mudar a forma como prestamos cuidados de saúde.
Avanços recentes na intersecção da nanotecnologia de ácidos nucleicos e da imunologia abriram novos caminhos para a intervenção terapêutica. Uma equipe colaborativa interdisciplinar liderada por Kirill Afonin, Ph.D., e incluindo Laura Rebolledo, Weina Ke, Ph.D., Krishna Majithia, Ph.D., e Brittany Johnson, Ph.D., da Universidade da Carolina do Norte em Charlotte, Marina Dobrovolskaia, Ph.D., e Edward Cedrone, Ph.D., do Laboratório de Caracterização de Nanotecnologia do Laboratório Nacional de Pesquisa do Câncer em Frederick, e Jian Wang, Ph.D., e Nikolay Dokholyan, Ph.D., da Universidade Estadual da Pensilvânia, investigaram a modulação das propriedades imunoestimulantes de nanopartículas de ácidos nucleicos (NANPs). A sua investigação inovadora, publicada na prestigiada revista ACS Applied Materials & Interfaces, encontrou uma forma de mitigar a resposta do sistema imunitário a estas partículas.
Afonin explica o cerne de sua descoberta: “Ao integrar aptâmeros de DNA específicos na estrutura dos NANPs, observamos respostas imunes moduladas medindo a produção de citocinas. Essa capacidade pode ser explorada para mitigar a inflamação potencial causada por nanomedicamentos.” Esta abordagem inovadora não só mantém a promessa de aplicações mais seguras da nanomedicina, mas também abre novas portas para a utilização de NANPs em diversas áreas terapêuticas.
Para concretizar sua descoberta, a equipe iniciou um processo experimental detalhado. Eles primeiro construíram uma biblioteca NANP e incorporaram diferentes aptâmeros em sua estrutura. O objetivo é observar a resposta do sistema imunológico a essas partículas modificadas. “As experiências foram concebidas para serem abrangentes, incluindo a incorporação de diferentes números de aptâmeros em diferentes locais dos NANPs e a observação do seu impacto na resposta imunitária”, explica Laura Rebolledo, primeira autora do trabalho. Através deste processo, a equipa de investigação conseguiu identificar ingredientes específicos que foram eficazes na redução da activação do sistema imunitário.
“Este estudo destaca a importância das relações estrutura-atividade no projeto de NANPs. Nosso estudo demonstra o potencial de NANPs biodegradáveis ’macios’ que são estruturalmente projetados com precisão para evitar a detecção imunológica, mantendo de forma mais eficaz a funcionalidade pretendida”, observou o Dr. Essa percepção é crítica para o desenvolvimento de NANPs que sejam seguros para uso em humanos e não causem respostas imunológicas adversas.
Com relação à importância de suas descobertas, o Dr. Afonin compartilhou: “Compreender os mecanismos de como os NANPs interagem com o sistema imunológico nos permite ajustar a resposta imunológica para obter melhores resultados do tratamento”. Este avanço marca um importante passo no campo da imunoterapia e do desenvolvimento de vacinas, proporcionando novas estratégias para a criação de tratamentos mais eficazes e seguros. Os insights finais deste estudo inovador destacam o grande potencial dos NANPs fibrosos para aplicações biomédicas, conforme descoberto pelo Dr. Kirill Afonin e sua equipe. Seu trabalho na modificação de NANPs baseada em aptâmeros estabelece as bases para uma nanomedicina mais segura e destaca estratégias inovadoras de modulação imunológica. Este avanço do Dr. Afonin e colegas marca um avanço significativo no aproveitamento do sistema imunológico para benefícios terapêuticos e anuncia novos caminhos para a imunoterapia e o desenvolvimento de vacinas que podem transformar o atendimento aos pacientes em todo o mundo.
Referência do diário
Rebolledo LP, Ke W, Cedrone E, Wang J, Majithia K, Johnson MB, Dokholyan NV, Dobrovolskaia MA, Afonin KA. A imunoestimulação por nanopartículas de ácidos nucleicos fibrilares pode ser modulada por porções funcionais baseadas em aptâmeros: revelando relações estrutura-atividade e insights mecanicistas. Materiais Aplicados e Interfaces ACS, 16, 7, 8430–8441 2024. PMID: 38344840; número digital: https://doi.org/10.1021/acsami.3c17779.
