Pesquisadores da Universidade de Oregon criaram um novo nanomaterial projetado para destruir células cancerígenas por dentro. O material ativa duas reações químicas diferentes uma vez dentro da célula tumoral, sobrecarregando-a com estresse oxidativo e deixando intacto o tecido saudável circundante.
O trabalho, liderado por Oleg Taratula, Elena Taratula e Chao Wan da Faculdade de Farmácia da OSU, foi publicado em Materiais funcionais avançados.
Promoção da terapia quimiodinâmica
A descoberta fortalece o crescente campo da terapia quimiodinâmica, ou CDT. Esta nova estratégia de tratamento do cancro tira partido das 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 induzir a formação de radicais hidroxila, moléculas altamente reativas de oxigênio e hidrogênio que contêm um elétron desemparelhado. Estas espécies reativas de oxigênio danificam as células através da oxidação, retirando elétrons de componentes importantes como lipídios, proteínas e DNA.
Abordagens mais recentes de CDT também conseguiram gerar oxigênio singlete dentro de tumores. O oxigênio singlete é outra forma ativa 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 as limitações dos agentes CDT existentes
“Mas os agentes CDT existentes são limitados”, disse Oleg Taratula. “Eles geram eficientemente radicais hidroxila ou oxigênio singlete, mas não ambos, e muitas vezes não possuem atividade catalítica suficiente para apoiar a produção confiável de espécies reativas de oxigênio. Portanto, estudos pré-clínicos muitas vezes mostram apenas regressão parcial do tumor e não um efeito terapêutico duradouro.”
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 singlete, aumentando seu potencial anticancerígeno. O MOF mostrou forte toxicidade para várias linhagens de células cancerígenas, causando danos mínimos às células não cancerosas.
Regressão tumoral completa em camundongos
“Quando injetamos sistematicamente nosso nanoagente em camundongos com células de câncer de mama humano, ele se acumulou eficientemente em tumores, gerou persistentemente espécies reativas de oxigênio e destruiu completamente o câncer sem efeitos colaterais”, disse Alena Taratula. “Observamos a regressão completa do tumor e a prevenção de recaídas em longo prazo, tudo sem observar qualquer toxicidade sistêmica”.
Nestas experiências pré-clínicas, os tumores desapareceram completamente e nunca mais voltaram, e os animais não mostraram sinais de efeitos secundários nocivos.
Próximos passos para um tratamento mais abrangente do câncer
Antes de passarem aos 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 gama mais ampla de tumores.
Outros participantes do estudo incluíram os pesquisadores Shitaljit Sharma, Yoon Tae Gu, Vladislav Grigoriev, Constance Reitmire, Ana Paula Mesquita Souza e Manali Parag Phowde. 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.
