Nanorrobôs autopropelidos reduzem tumores de bexiga em ratos em 90% – Physics World

Nanorrobôs autopropelidos reduzem tumores de bexiga em ratos em 90% – Physics World

Carimbo de data / hora: 21 de fevereiro de 2024 7h00

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/self-propelling-nanobots-shrink-bladder-tumours-in-mice-by-90-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/self-propelling-nanobots-shrink-bladder-tumours-in-mice-by-90-physics-world-2.jpg" data-caption="Tratamento direcionado Acúmulo de nanobots no tumor visualizado por microscopia. (Cortesia: IRB Barcelona)”> Acúmulo de nanobots no tumor
Tratamento direcionado Acúmulo de nanobots no tumor visualizado por microscopia. (Cortesia: IRB Barcelona)

Imagine um exército de partículas autopropulsoras cobertas de radioisótopos, 2500 a 10,000 vezes menores que uma partícula de poeira que, ao serem injetadas no corpo, procuram e se ligam a tumores cancerígenos, destruindo-os. Parece ficção científica? O mesmo não acontece com ratos com câncer de bexiga.

Investigadores em Espanha relatam que nanopartículas contendo iodo radioativo e que se impulsionam após reação com ureia têm a capacidade de distinguir tumores cancerígenos da bexiga de tecidos saudáveis. Estes “nanobots” penetram na matriz extracelular do tumor e acumulam-se no seu interior, permitindo que a terapia com radionuclídeos atinja o seu alvo preciso. Em um estudo realizado no Instituto de Bioengenharia da Catalunha (IBEC) em Barcelona, ​​os ratos que receberam uma dose única deste tratamento tiveram uma redução de 90% no tamanho dos tumores da bexiga em comparação com animais não tratados.

Esta nova abordagem pode um dia revolucionar o tratamento do cancro da bexiga. O cancro da bexiga é o décimo cancro mais comum no mundo, com mais de 600,000 novos casos diagnosticados em 2022 e mais de 220,000 mortes em todo o mundo, de acordo com o Observatório Global do Cancro da Organização Mundial de Saúde.

O câncer de bexiga não invasivo aos músculos, responsável por 75% dos casos, é atualmente tratado por ressecção do tumor seguida de injeção intravesical de quimioterapia ou imunoterapia na bexiga. A administração de medicamentos é particularmente desafiadora, no entanto, devido à baixa permeabilidade do urotélio (o tecido que reveste o interior do trato urinário), ao enchimento do conteúdo da urina e à subsequente eliminação dos medicamentos. O processo também é desconfortável para os pacientes, pois eles precisam virar o corpo em intervalos enquanto estão deitados de bruços para permitir que os medicamentos alcancem todos os lados da parede da bexiga. Após o tratamento, existe um risco de 30–70% de recorrência em cinco anos.

Para melhorar os resultados clínicos, o investigador principal Samuel Sanchez e colegas pretendem desenvolver tratamentos inovadores e mais eficazes para o cancro da bexiga e, no processo, reduzir as taxas de recorrência. Além disso, uma terapia de dose única reduziria significativamente o custo do tratamento, que atualmente requer entre seis e 14 hospitalizações.

A equipe criou nanorrobôs a partir de nanopartículas de sílica mesoporosas com vários componentes funcionais em suas superfícies. Estes incluem radioisótopos para visualização PET ou terapia com radionuclídeos, e a proteína urease, que reage com a uréia na urina e permite a propulsão do nanobot.

Escrevendo em Nature Nanotechnology, os pesquisadores relatam que quando adicionaram uma gota de nanobots a uma solução contendo 300 mM de uréia, os nanobots exibiram um movimento de enxame, formando frentes ativas e vigorosas e vórtices tridimensionais. Sem a ureia, os nanobots simplesmente sedimentaram perto do local de adição.

Para examinar se os nanobots podem atingir um tumor in vivo, a equipe avaliou seu comportamento em camundongos portadores de tumor. Imagens de tomografia por emissão de pósitrons (PET) mostraram que os sinais de nanorrobôs radiomarcados foram co-localizados com a posição do tumor, conforme determinado por ressonância magnética, com radioatividade observada principalmente no local alvo do tumor. Apenas camundongos injetados com nanorrobôs mais ureia apresentaram acúmulo substancial na massa tumoral – nanorrobôs entregues em água e nanopartículas de controle (sem urease) entregues em água ou ureia exibiram absorção tumoral mínima.

Os pesquisadores sugerem que a mobilidade dos nanorrobôs os ajuda a penetrar na massa tumoral. “Os nanobots não possuem anticorpos específicos para reconhecer o tumor, e o tecido tumoral é normalmente mais rígido do que o tecido saudável, mas este não é o caso dos tumores da bexiga”, explica o co-primeiro autor Meritxell Serra Casablancas do IBEC. “Observamos que esses nanorrobôs podem quebrar a matriz extracelular do tumor aumentando localmente o pH por meio de uma reação química autopropelida. Esse fenômeno favoreceu maior penetração tumoral.” Os pesquisadores acreditam que os nanorrobôs colidem com o urotélio como se fosse uma parede, mas penetram no tumor, que é mais esponjoso.

A equipe observa que identificar os nanorrobôs em imagens microscópicas de tecido dissecado foi um desafio. Depois que as técnicas de microscopia óptica confocal falharam, os pesquisadores da IRB Barcelona desenvolveram um sistema de microscopia baseado em light-sheet, baseado em iluminação planar a laser, capaz de escanear as diferentes camadas da bexiga e criar uma reconstrução 3D de todo o órgão.

“O sistema de microscopia de folha de luz elástica dispersa que desenvolvemos permitiu-nos eliminar a luz refletida pelo próprio tumor, permitindo-nos identificar e localizar nanopartículas em todo o órgão sem marcação prévia, com uma resolução sem precedentes”, afirma Julien Colombelli do IRB Barcelona.

Para avaliar o efeito terapêutico da técnica, a equipe rotulou os nanorrobôs com o iodo-131 (131I, um radioisótopo comumente usado para terapia com radionuclídeos), e os administrou aos camundongos portadores de tumor. Tratamento com dose perdida 131I-nanobots em uréia interromperam o crescimento do tumor, enquanto altas doses 131Os I-nanobots administrados em uréia levaram a uma redução de quase 90% no volume do tumor em comparação com animais não tratados.

Sánchez conta Mundo da física que os próximos passos da equipe são encapsular pequenos medicamentos atualmente usados ​​na quimioterapia e continuar a testar a eficiência dos nanorrobôs como transportadores de medicamentos. Eles pretendem eventualmente ampliar os nanorrobôs e estudar os caminhos regulatórios para avançar em direção aos primeiros ensaios clínicos nos próximos três a quatro anos, por meio do spin-off do IBEC Terapêutica de Nanobots.

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