A mobilidade restrita de grupos funcionais específicos reduz anti

May 21, 2023

Scientific Reports volume 6, Número do artigo: 22478 (2016) Citar este artigo

3354 acessos

8 Citações

156 Altmétrico

Detalhes das métricas

Os tratamentos de câncer mais comuns atualmente disponíveis são a radioterapia e a quimioterapia. Essas terapias apresentam, no entanto, desvantagens, como a redução da qualidade de vida e a baixa eficiência da radioterapia nos casos de metástases múltiplas. Para diminuir esses efeitos, encapsulamos uma droga anti-câncer em uma matriz biocompatível. Ensaios in vitro indicam que este bio-nanocompósito é capaz de interagir e causar alterações morfológicas nas células cancerígenas. Enquanto isso, não foram observadas alterações em monócitos e fibroblastos, indicando que esse sistema pode carrear a droga em organismos vivos com taxa de depuração e toxicidade reduzidas. Raios-X e nêutrons foram usados ​​para investigar a estrutura do transportador, bem como para avaliar a mobilidade do fármaco dentro do bio-nanocompósito. A partir desses dados exclusivos, mostramos que a restrição parcial da mobilidade dos grupos ativos da molécula da droga sugere por que esse design de transportador é potencialmente mais seguro para células saudáveis.

O câncer é um dos principais problemas de saúde pública mundial. Na Europa, a incidência desta doença aumentou de 3,2 milhões de novos casos em 2008 para 3,45 milhões em 2012, com uma taxa de mortalidade em torno de 50%1,2. O paclitaxel (PTX) é uma das drogas mais eficazes atualmente disponíveis para o tratamento dos cânceres de mama, pulmão e ovário3,4,5,6. Sua função é baseada em um mecanismo único envolvendo a estabilização dos microtúbulos celulares, o que explica seu sucesso terapêutico7. No entanto, ainda existem limitações consideráveis ​​em relação a este fármaco, principalmente devido à sua baixa solubilidade em água (~0,4 μg/mL) e, claro, à sua toxicidade para células saudáveis. Para aumentar sua solubilidade, um medicamento é frequentemente formulado em solventes orgânicos, como etanol desidratado e óleo de rícino polioxietilado. Infelizmente, esta abordagem causa muitos efeitos colaterais, como reações de hipersensibilidade e hiperlipidemia8.

Consequentemente, o desenvolvimento ou modificação de sistemas para acomodar e administrar drogas anticancerígenas é de extrema importância9. Uma alternativa promissora é o uso de nanocarreadores poliméricos solúveis para controle da farmacocinética e biodistribuição do fármaco10. O biopolímero quitosana, em particular, tem atraído grande interesse em aplicações biomédicas devido à sua biocompatibilidade e biodegradabilidade11. Este caminho também tem sido utilizado como matriz de encapsulamento para PTX com resultados promissores12,13. Outras melhorias podem ser feitas modificando as características da superfície do sistema de entrega de drogas com compostos de baixa toxicidade, o que também pode possibilitar o aumento da adesão do carreador às células cancerígenas14. Para tanto, o uso da hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2, doravante HAP), principal constituinte inorgânico dos ossos e dentes humanos, é um excelente candidato. Na nanoescala, o HAP apresenta biocompatibilidade especial, além de não imunogenicidade, comportamento não inflamatório, alta osteocondutividade e boa adesão a diferentes tipos de células cancerígenas15,16. De ainda mais interesse, as nanopartículas de HAP (nHAP) apresentam efeito inibitório na proliferação de células cancerígenas com efeitos menores nas saudáveis16,17,18,19. Consequentemente, a combinação das propriedades do nHAP com biopolímeros em um nanocompósito pode levar a sistemas de liberação de drogas com efeitos inerentes nas células cancerígenas. No entanto, para aproveitar ao máximo as propriedades do nHAP, essas nanopartículas devem estar na camada externa do compósito20. Além dos benefícios derivados da combinação de um biopolímero com nHAP, a inclusão de uma droga em nanocarreadores com propriedades magnéticas, por exemplo, nanopartículas de ferrita Mn-Zn, oferece novas possibilidades notáveis. Por exemplo, guiar o transportador de drogas ao longo do corpo usando campo magnético externo, bem como monitorar sua posição por gradiômetros ou ressonância magnética21,22,23,24. Finalmente, tratamentos de hipertermia magnética, que representam uma técnica promissora usada em combinação com rádio e quimioterapia, também se tornam viáveis25,26,27.