Um dos desafios do combate ao câncer de pâncreas é encontrar maneiras de penetrar no tecido denso do órgão para definir as fronteiras entre o tecido maligno e o normal. Um novo estudo utiliza estruturas de origami de DNA para aplicar seletivamente agentes de imagem fluorescente às células cancerígenas do pâncreas sem afetar as células normais.

O estudo, liderado pelo professor de engenharia e ciências mecânicas da Universidade de Illinois Urbana-Champaign, Bumsoo Han, e pelo professor Jong Hyun Choi, da Universidade Purdue, descobriu que estruturas de origami de DNA especialmente projetadas, carregando pacotes de corantes de imagem, podem atingir especificamente células cancerígenas mutantes KRAS humanas, que estão presentes em 95% dos casos de câncer de pâncreas.

"Esta pesquisa destaca não apenas o potencial para imagens mais precisas do câncer, mas também a administração seletiva de quimioterapia, um avanço significativo em relação aos tratamentos atuais para adenocarcinoma ductal pancreático", disse Han, que também é afiliado ao Centro de Câncer de Illinois. "O processo atual de remoção de tecido canceroso por ressecção cirúrgica pode ser significativamente aprimorado por meio de imagens mais precisas das margens do tumor."

Os resultados do estudo foram publicados na revista Advanced Science.

O DNA é uma longa molécula de fita dupla, o que o torna um candidato ideal para ser dobrado em estruturas nanométricas que mantêm moléculas — neste caso, corantes de imagem fluorescentes — no lugar e para criar novas estruturas moleculares sintéticas.

A equipe desenvolveu modelos de câncer de pâncreas usando "tumoroides" impressos em 3D e sistemas microfluídicos que imitam o complexo microambiente tumoral — chamados modelos microfluídicos de tumor-estroma — para reduzir a dependência de tecido animal e acelerar a tradução para uso clínico em humanos.

Para testar a absorção das estruturas de origami em tecidos cancerígenos, os pesquisadores adicionaram as estruturas de DNA com corante aos modelos tumorais e rastrearam seu movimento com imagens de fluorescência. Em seguida, administraram as estruturas que liberavam o corante em camundongos com tecido tumoral pancreático humano para explorar a distribuição dos pacotes de origami de DNA em condições fisiologicamente mais relevantes.

A equipe experimentou com diferentes tamanhos de moléculas de origami de DNA em formato de tubo e de ladrilho. Descobriram que estruturas em formato de tubo com cerca de 70 nanômetros de comprimento e 30 nanômetros de diâmetro, bem como aquelas com cerca de 6 nanômetros de comprimento e 30 nanômetros de diâmetro, apresentaram a maior absorção pelo tecido pancreático canceroso , sem serem absorvidas pelo tecido não canceroso circundante. Moléculas maiores em formato de tubo e moléculas em formato de ladrilho de todos os tamanhos não apresentaram o mesmo desempenho.

O próximo passo é explorar o uso de moléculas de DNA dobradas em origami, carregadas com medicamentos quimioterápicos, para administração seletiva em células cancerígenas sem afetar as células normais , disse Han. "Fazer isso com modelos tumorais projetados para reduzir o uso em animais e acelerar a tradução na descoberta de medicamentos é outra direção da qual nos orgulhamos muito."