Ultrassom focado mostra potencial para administração de fármacos e tratamento de gliomas

Nova pesquisa da UVA Health mostra que tumores cerebrais chamados gliomas podem ser ainda mais receptivos à administração direcionada de medicamentos por ultrassom focado do que o tecido cerebral normal, ajudando a amenizar preocupações de que a vasculatura tumoral tornaria a abordagem ineficaz. A técnica usa microbolhas minúsculas ativadas por ondas sonoras para abrir a barreira protetora natural do cérebro — a barreira hematoencefálica — para que os medicamentos entrem exatamente onde são necessários.

No estudo, os pesquisadores desenvolveram um protocolo de ressonância magnética de alta resolução para acompanhar a abertura da barreira hematoencefálica e o transporte molecular no microambiente tumoral. Em vez de mostrar resistência devido à vasculatura tumoral caótica, o tecido do glioma demonstrou receptividade igual ou superior à abertura da barreira hematoencefálica mediada por ultrassom focado em comparação com o tecido cerebral saudável. A eficiência da administração variou diretamente com o tamanho da carga molecular: moléculas de fármacos de tamanho médio se acumularam de forma significativamente mais eficiente do que compostos muito pequenos ou superdimensionados, identificando uma faixa terapêutica de tamanho "Goldilocks". O ultrassom focado é não invasivo, usando ondas acústicas de baixa frequência para abrir a barreira hematoencefálica de forma transitória e reversível, sem exigir incisão cirúrgica ou craniotomia.

Os gliomas são os tumores cerebrais primários mais comuns em adultos, incluindo os glioblastomas, a forma mais letal de câncer cerebral. Mais de 10 mil pessoas somente nos Estados Unidos morrem de glioblastoma a cada ano, e os tumores são quase sempre fatais em 5 a 10 anos. Em trabalho relacionado em estágio inicial do University of Virginia Comprehensive Cancer Center, cientistas desenvolveram uma abordagem experimental usando microRNAs que podem suprimir simultaneamente múltiplos genes defeituosos responsáveis pela formação e crescimento do glioblastoma. A estratégia combina nanopartículas que penetram no cérebro, ondas de ultrassom focado e microbolhas para entregar os miRNAs através da barreira hematoencefálica. Em modelos animais, o miRNA retardou o crescimento do tumor e prolongou a sobrevivência. Os resultados foram publicados no JCI, o Journal of Clinical Investigation.

Pesquisadores do Imperial College London estão investigando uma variedade de medicamentos em combinação com ultrassom focado de baixa intensidade em diferentes subtipos de glioma de baixo grau em um modelo pré-clínico. Os gliomas de baixo grau, classificados como grau 2, são tumores cerebrais cancerosos que crescem lentamente no início, mas invariavelmente progridem para se tornarem tumores de alto grau e rápido crescimento ao longo do tempo. O ultrassom focado é usado para abrir temporariamente a barreira hematoencefálica, dando aos medicamentos melhor acesso ao tumor.

Separadamente, um sistema experimental tridimensional desenvolvido pela University of Trento, Bambino Gesù Children's Hospital e Sapienza University of Rome permite o estudo das respostas a medicamentos no glioma de baixo grau, um tumor do sistema nervoso central que ocorre frequentemente em crianças. Os pesquisadores geraram organoides a partir de células-tronco pluripotentes e os utilizaram para desenvolver o tumor. Os organoides reproduzem as características moleculares dos gliomas de baixo grau de forma ligeiramente mais fiel do que as células em cultura de camada única e são mais semelhantes aos tumores dos pacientes. Os resultados foram publicados na revista Molecular Cancer.

Os tumores cerebrais abrangem mais de 100 tipos distintos de tumores, cada um com características moleculares e clínicas únicas. O padrão de tratamento para o glioblastoma permanece praticamente inalterado há décadas: ressecção cirúrgica seguida de radioterapia e quimioterapia com temozolomida continua sendo a opção de tratamento dominante. A barreira hematoencefálica continua sendo um obstáculo primário, limitando a penetração de muitas pequenas moléculas e produtos biológicos no sistema nervoso central.