Biotecnologia
Ácidos Nucleicos Esféricos Melhoram Dramaticamente a Entrega de Quimioterapia
Nanotecnologia Dirigida à Entrega Terapêutica no Câncer
Nossa compreensão do câncer progrediu muito nas últimas décadas, levando à descoberta de várias moléculas capazes de matar células cancerígenas. O problema é que as células cancerígenas ainda fazem parte do corpo, mesmo que atuem de forma anormal e acabem matando o resto das células.
Isso significa que os mesmos medicamentos que matam células cancerígenas podem ser tóxicos para as células do resto do corpo. Além disso, as anomalias metabólicas e genéticas das células cancerígenas frequentemente dificultam a absorção dos próprios químicos que são úteis contra elas.
Por ambas as razões, o processo de entrega dos medicamentos contra o câncer às células cancerígenas pode ser tão importante, se não mais importante, do que a eficiência do próprio medicamento. Dessa forma, não apenas os efeitos colaterais negativos são reduzidos, mas o tratamento será eficiente o suficiente para salvar o paciente.
O alvo preciso também é importante para reduzir o risco de o câncer retornar, pois uma maior eficiência significa menos chance de células cancerígenas residuais “se esconderem” do tratamento.
Um método de entrega particularmente promissor utiliza Ácidos Nucleicos Esféricos (ANE), um novo tipo de nanomolécula que é bem tolerada pelo corpo. Pesquisadores da Northwestern University demonstraram recentemente que os ANE poderiam aumentar radicalmente a eficiência de um medicamento contra a leucemia.
Eles publicaram seus resultados em ACS Nano1, sob o título “Ácidos Nucleicos Esféricos Quimioterápicos”.
Desafios na Entrega de Medicamentos Contra o Câncer
Muito do aumento na taxa de sobrevivência ao câncer nas últimas 2 décadas foi ligado a melhores sistemas de entrega para tratamentos contra o câncer. Por exemplo, anticorpos, especialmente anticorpos monoclonais, se tornaram uma das melhores opções terapêuticas para muitos tipos de câncer.
Outra opção é usar um sistema de direcionamento de medicamentos passivo, onde biomoléculas ou nanopartículas visam especificamente as células cancerígenas.
Fonte: MDPI
Enquanto os anticorpos ocuparam o centro das atenções na oncologia nos últimos anos, uma alternativa em ascensão é a nanotecnologia, com nanopartículas especialmente projetadas que conseguem se attachar diretamente às células cancerígenas e entregar quimioterapia além da membrana celular.
Fonte: MDPI
Ácidos Nucleicos Esféricos (ANE)
Os pesquisadores neste estudo usaram construtos de ácidos nucleicos esféricos lipossomais. Eles são construídos a partir de um núcleo de nanopartícula, cercado por uma casca feita de um arranjo densamente empacotado e altamente orientado de ácidos nucleicos.
Fonte: Nature
Os ANE foram criados pela primeira vez em 1996 por Chad Mirkin na Northwestern University, que também é o pesquisador principal deste estudo.
Muitos diferentes ANE podem ser criados variando a natureza do núcleo de nanopartícula (ouro, prata, sílica, lipossoma, proteínas, etc.) e as sequências dos ácidos nucleicos (DNA, RNA, etc.).
Fonte: Cancers
Nanomedicina Estrutural: Uma Nova Era na Entrega de Medicamentos
Em estudos anteriores, foi descoberto que as células reconhecem os ANE e os convidam para dentro. Mais importante, as células cancerígenas, devido à sua atividade excessiva, incorporam os ANE a uma taxa muito maior do que as células saudáveis.
Então, a própria natureza das células cancerígenas as torna mais reativas aos ANE.
“A maioria das células tem receptores de scavenger em suas superfícies. Mas as células mieloides sobre-expressam esses receptores, então há ainda mais deles.
Se elas reconhecem uma molécula, então elas a puxarão para dentro da célula. Em vez de forçar seu caminho para dentro das células, os ANE são naturalmente absorvidos por esses receptores.”
Isso faz parte do campo geral em crescimento da nanomedicina estrutural, que usa controle estrutural e composicional preciso para afinar como as nanomedicinas interagem com o corpo humano.
Existem 7 terapias baseadas em ANE atualmente em ensaios clínicos, não apenas para câncer, mas também para doenças infecciosas, doenças neurodegenerativas e doenças autoimunes.
Resultados Pré-Clínicos em Leucemia Mieloide Aguda (LMA)
Construção de ANE Quimioterápicos
Os pesquisadores testaram seu lipossomo ANE para o tratamento da leucemia. Eles usaram 5-fluorouracil (5-Fu), com o componente de ácido nucleico do ANE feito de 10 unidades de 5-fluoro-2′-desoxiuridina quimicamente interconectadas
Fonte: ACS Publications
A quimioterapia tradicional 5-Fu frequentemente falha em alcançar as células cancerígenas de forma eficiente. Ela também pode causar muitos efeitos colaterais problemáticos de quimioterapia: náusea, fadiga e, em casos raros, até insuficiência cardíaca.
O problema não é apenas a toxicidade do próprio medicamento, mas que apenas 1% do tratamento se dissolve no corpo. Então, ele se aglomera ou retém uma forma sólida, e o corpo não consegue absorvê-lo de forma eficiente.
Nós todos sabemos que a quimioterapia é frequentemente horrivelmente tóxica. Mas muitas pessoas não percebem que ela também é frequentemente mal solúvel, então precisamos encontrar maneiras de transformá-la em formas solúveis em água e entregá-la de forma eficaz.”
A superexpressão de receptores de ANE por células mieloides (que causam leucemia) significa que mesmo uma dose mais baixa de 5-Fu ainda alcançará as células cancerígenas, mas uma dose muito mais baixa alcançará as células saudáveis.
Um bônus adicional é que os lipossomos ANE são muito solúveis, removendo esse problema também.
“Os quimioterápicos de hoje matam tudo o que encontram. Então, eles matam as células cancerígenas, mas também muitas células saudáveis. Nossa nanomedicina estrutural procura preferencialmente as células mieloides.
Em vez de sobrecarregar o corpo todo com quimioterapia, ela entrega uma dose mais alta, mais focada exatamente onde é necessária.”
Ganhos de Eficácia com a Entrega de ANE
A entrega de 5-Fu para dentro das células dirigida por ANE é 12,5 vezes maior do que sem o ANE. Mais importante, em um estudo in vitro, uma ordem de magnitude maior (>1.000x).
Em camundongos usados para simular leucemia humana, o ANE quimioterápico teve uma eficácia antitumoral 59 vezes maior do que o 5-Fu sozinho. Talvez mais importante, os camundongos não apresentaram nenhum dos efeitos colaterais do 5-Fu quando tratados com ANE.
“Nos modelos animais, demonstramos que podemos parar os tumores em seus trilhos.
Se isso se traduzir em pacientes humanos, é um avanço realmente emocionante. Significaria quimioterapia mais eficaz, melhores taxas de resposta e menos efeitos colaterais.”
Deslize para rolar →
| Métrica | 5-Fu Livre (padrão) | 5-Fu Entregue por ANE (lipossomo ANE) |
|---|---|---|
| Absorção celular (células LMA) | 1× (linha de base) | ~12,5× maior |
| Potência de matar células in vitro | 1× (linha de base) | Até ~10.000× maior |
| Eficácia antitumoral em camundongos (modelo LMA) | 1× (linha de base) | ~59× redução de tumor maior |
| Toxicidade/efeitos colaterais observados (no estudo) | Efeitos colaterais significativos conhecidos do 5-Fu (náusea, fadiga, cardiotoxicidade) | Nenhuma toxicidade óbvia observada nos parâmetros avaliados (estudo em camundongos) |
Aplicações Clínicas e Comerciais Futuras de ANE
Os ANE estão rapidamente se tornando um mecanismo de entrega muito promissor para medicamentos quimioterápicos.
O próximo passo provavelmente será olhar para outros medicamentos no mesmo modelo animal, para ver se os resultados podem ser melhorados ainda mais. Por exemplo, outro medicamento quimioterápico conhecido por seus problemas de toxicidade, mas altamente eficaz em matar células, poderia ser tornado tolerável ou quase inofensivo com ANE, tornando-se ainda mais capaz de matar células cancerígenas.
No longo prazo, estudos humanos para avaliar o potencial dessa tecnologia em pacientes reais precisarão ser feitos. Isso é frequentemente um processo caro, começando com a fase I (testando pessoas saudáveis para determinar se elas podem tolerar o medicamento) até a fase III (testando em muitos pacientes com câncer).
Comercialização e Startups de ANE
CancerVax
Chad A. Mirkin, o cientista principal deste estudo e descobridor dos ANE, também é o fundador científico da Flashpoint Therapeutics, uma empresa dedicada a implantar ANE em aplicações terapêuticas humanas.
Eles afirmam, a partir de 9 estudos in vivo, que os ANE mostram uma entrega 35 vezes melhor, ativação imunológica 80 vezes mais forte e aumento de 6,5 vezes na morte de tumores por células T. Os ANE podem ser absorvidos por mais de 60 diferentes tipos de células.
Fonte: Flashpoint Therapeutics
A empresa anunciou um acordo de pesquisa com CancerVax, uma empresa que desenvolve uma plataforma de tratamento universal de câncer que usa o sistema imunológico do corpo para lutar contra o câncer.
O investimento direto em CancerVax é apenas possível para investidores acreditados, mas uma arrecadação de fundos por financiamento coletivo também está em andamento, aberta a todos os tipos de investidores, a $2,1/ação, colocando a empresa em uma valorização acima de $80M.
“A plataforma de tratamento universal de câncer da CancerVax exige entrega precisa e multicomponente para detectar e marcar células cancerígenas de forma eficaz.
Nossa tecnologia é única para esse desafio, oferecendo a capacidade de embalar e entregar cargas de mRNA inteligentes com a eficiência e precisão necessárias para realizar o pleno potencial dessa abordagem terapêutica promissora.”
Além do câncer, os ANE também podem ser usados para a entrega de terapias baseadas em CRISPR.
Os LNP-ANE entraram nas células até três vezes mais eficazmente, causaram menos toxicidade, aumentaram a eficiência de edição de genes três vezes e melhoraram os consertos de DNA precisos em mais de 60%, em comparação com os sistemas de entrega de nanopartículas lipídicas padrão.
No geral, os ANE claramente estão alcançando o ponto em que são uma tecnologia muito promissora a partir de estudos in vitro e in vivo em animais, e estão prontos para explorar aplicações humanas para câncer, terapia genética e outras aplicações médicas importantes.
Eles também provavelmente se beneficiarão do surgimento de outras terapias de precisão e tecnologias, como CRISPR, que aumentarão o potencial dos ANE.
Estudo Referenciado
1. Taokun Luo, Young Jun Kim, Zhenyu Han, Jeongmin Hwang, Sneha Kumari, Vinzenz Mayer, Alex Cushing, Roger A. Romero, Chad A. Mirkin. Ácidos Nucleicos Esféricos Quimioterápicos. ACS NanoVol 19/Issue 44. 29 de outubro de 2025. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c16609
