Enxames de nanopartículas para combater tumores

Acima: exemplo de comportamento de enxame em formigas para transportar alimento. Fotografia: Zainichi Gaikokujin, CreativeCommons. Embaixo: Comunicação entre as nanopartículas para amplificar a resposta à terapia antitumoral [2]. Em azul: as partículas sinalizadoras (que ativam a cascata da coagulação após serem estimuladas com laser através da pele); em vermelho as partículas carregando o agente quimioterapêutico (doxorrubicina) são atraídas pela ativação da cascata da coagulação.

O recente avanço da nanotecnologia tem permitido o desenvolvimento de dispositivos com características físicas e eletromagnéticas únicas. Hoje em dia não é difícil encontrar dispositivos na escala nano que sejam encapsuláveis para serem cobertos com materiais biologicamente ativos (ou inertes), ou até mesmo nanodispositivos programados para executar tarefas em resposta a diferentes estímulos e condições biológicas.

Aproveitando essas características das nanopartículas, e inspirados no comportamento de enxame, comumente observado na natureza (figura) e até no sistema imune [1], o grupo de pesquisadores liderado por von Maltzahn, da Harvard-MIT Division of Health Sciences and Nanothechnology, recentemente publicou os resultados de um estudo na revista Nature Materials [2], mostrando o funcionamento in vivo de um sistema nanopartículas, capazes de se comunicar entre elas para: i) rastrear a localização de um tumor, ii) ativar a cascata da coagulação, iii) atrair lipossomas contendo doxorrubicina e cobertos com fator XIII, além de outras nanopartículas de óxido de ferro (que permitem acompanhar a involução tumoral ). Tudo isso aconteceu depois de estimular de forma percutânea com um laser a região do tumor induzido experimentalmente, trás haver injetado as partículas de ouro que se acumularam no local devido a que são capazes de se ligar em fatores angiogênicos produzidos pelas células cancerígenas.

Apesar de ser interessante, o uso destes dispositivos uso em seres humanos ainda representa grandes desafios para os pesquisadores da área da nanotecnologia e de outras áreas. Uma das maiores preocupações consiste na eliminação final dessas nanopartículas do organismo, pois a acumulação delas poderia gerar toxicidade a longo prazo. Uma solução para evitar esses inconvenientes seria a encapsulação das nanopartículas com materiais inertes, ou o direcionamento para posterior eliminação. De fato este estudo utiliza a encapsulação não só para reduzir a toxicidade, mas também para direcionamento das nanopartículas. Neste estudo, os autores certamente proporcionam uma estratégia inovadora na qual a comunicação entre nanodispositivos leva à diminuição significativa do tamanho do tumor, devido a uma acumulação direcionada do agente quimioterapêutico no local do tumor, que supera em até 40 vezes o controle sem nanopartículas.

Referencias :
1. von Andrian, U.H. and C.R. Mackay, T-cell function and migration. Two sides of the same coin. N Engl J Med, 2000. 343(14): p. 1020-34.
2. von Maltzahn, G., et al., Nanoparticles that communicate in vivo to amplify tumour targeting. Nat Mater, 2011. 10(7): p. 545-52.