Bolhas ativadas por ultrassom mostram potencial para entrega de medicamentos contra o câncer

Em dois novos estudos, pesquisadores demonstraram técnicas que usam bolhas ativadas por ultrassom para melhorar a entrega de medicamentos contra o câncer. Engenheiros da Duke University desenvolveram uma técnica chamada SonoPIN que usa microbolhas e ultrassom para ajudar medicamentos oncológicos relativamente grandes a entrar nas células tumorais e fazer com que elas se autodestruam, enquanto pesquisadores da Case Western Reserve University usaram nanobolhas ativadas por ultrassom para quebrar a matriz extracelular rígida que protege os tumores sólidos do tratamento.

A técnica da Duke, chamada de "Sonoporation-assisted Precise Intracellular Nanodelivery" (Nanodelivery Intracelular Preciso Assistido por Sonoporação), ou simplesmente SonoPIN, foi projetada para administrar PROTACs (quimeras de direcionamento de proteólise), uma classe de terapias que têm mostrado grande potencial para degradar proteínas "não-drogáveis" e superar a resistência a medicamentos na terapia do câncer. Os PROTACs funcionam ao se ligar a uma proteína alvo específica e recrutar uma enzima chamada ligase de ubiquitina E3, que liga a ubiquitina à proteína alvo, marcando-a para destruição pelo sistema natural de eliminação de resíduos do corpo. Nas células cancerosas, os PROTACs têm sido usados para atingir e degradar uma proteína chamada BRD4, o que interrompe a capacidade das células cancerosas de se reproduzir rapidamente e sobreviver. No entanto, as moléculas de PROTAC são grandes demais para entrar nas células sozinhas.

Para superar isso, os pesquisadores equiparam microbolhas com fitas de ácido nucleico sintético projetadas para se ligar a receptores bioquímicos específicos nas membranas celulares das células cancerosas. Quando sondadas vigorosamente com ultrassom, as bolhas colapsam rapidamente, causando um fenômeno chamado sonoporação, que cria poros nanoscópicos e temporários na membrana celular, grandes o suficiente para os PROTACs entrarem. As membranas celulares se auto-reparam naturalmente em minutos. Após um minuto de exposição ao ultrassom, as células tratadas com SonoPIN brilharam sete vezes mais do que aquelas tratadas com métodos tradicionais de entrega de PROTACs, indicando que estavam absorvendo muito mais PROTACs. A pesquisa aparece on-line em 13 de março na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

No estudo separado da Case Western Reserve University, os pesquisadores injetaram nanobolhas cheias de um gás inerte, o perfluoropropano, em um modelo de câncer de mama e usaram ultrassom para "sacudir" as bolhas, quebrando a estrutura rígida do tumor sem destruir as células. Os tumores ficaram mais macios, mais homogêneos e mais penetráveis por células imunológicas e nanopartículas, de acordo com resultados publicados na ACS Nano. O tratamento com nanobolhas também ativou células imunológicas já presentes nos tumores, fazendo com que secretassem sinais de perigo e recrutassem mais células imunológicas para o local do tumor. As células T assassinas que tinham como alvo o câncer também procuraram outros tumores, mesmo aqueles que não foram tratados.

O tratamento com nanobolhas manteve os tumores mais macios por pelo menos cinco dias, enquanto os tumores não tratados ficaram mais rígidos e mais difíceis de tratar. Quando nanopartículas lipídicas contendo RNA que aumentava a atividade das células T foram posteriormente injetadas, o tratamento se espalhou por todo o tumor, em vez de permanecer no local da injeção. As nanobolhas já estão sendo comercializadas para detecção de câncer de próstata pela Visano Theranostics, e o ultrassom usado é aprovado pela FDA e está disponível comercialmente. Um pedido de Novo Medicamento Investigacional (IND) será submetido à FDA nos próximos 18 meses, e o uso terapêutico pode aproveitar esse pedido, potencialmente permitindo ensaios clínicos em dois anos.