Saúde

Terapia de câncer bem-sucedida usando metaloenzimas artificiais para administrar medicamentos
Pesquisadores no Japão demonstraram que o crescimento do tumor pode ser reduzido por terapia que marca células cancerosas com diferentes moléculas terapêuticas.
Por RIKEN - 23/04/2021


Resultados de imagem mostrando um conjunto representativo de camundongos
de cada grupo três semanas após o tratamento. Canto superior esquerdo, solução
salina. ao controle. Canto superior direito, controle de enzima artificial isolada.
Embaixo à esquerda, agente de marcação sozinho. Embaixo, à direita, tratamento
real - RGD funcionalmente reativo com metaloenzima glicosilada. A imagem
mostra muito menos crescimento tumoral nos camundongos
tratados com a terapia real. Crédito: RIKEN

Pesquisadores liderados por Katsunori Tanaka e Kenward Vong no RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR) no Japão demonstraram que o crescimento do tumor pode ser reduzido por terapia que marca células cancerosas com diferentes moléculas terapêuticas. Em um caso, o grupo foi capaz de prevenir a formação de tumores em camundongos, direcionando as células cancerosas com um composto que torna difícil para as células se agruparem e formarem tumores. Para os tumores que já existiam, eles tinham como alvo as células cancerosas com compostos tóxicos que as destruíam. Este estudo foi publicado na Science Advances .

Um dos principais problemas dos atuais tratamentos contra o câncer é que seus efeitos não se limitam às células cancerosas do corpo. Os efeitos colaterais da quimioterapia são bem conhecidos - queda de cabelo , náusea, exaustão, sistema imunológico comprometido e danos aos nervos. Ser capaz de atingir especificamente células cancerosas - e apenas células cancerosas - com compostos terapêuticos é um sonho que está lentamente se tornando realidade, e o novo estudo do grupo de Tanaka na RIKEN CPR é a prova de conceito. Como diz Tanaka: "Conseguimos pela primeira vez tratar o câncer usando química catalisada por metal em camundongos."

O processo se baseia no trabalho anterior do grupo, que usa enzimas artificiais à base de ouro - geralmente chamadas de metaloenzimas - para marcar proteínas dentro do corpo. O agente de marcação e a metaloenzima são injetados no corpo, mas separadamente. A própria metaloenzima é projetada para ser glicosilada, o que significa que tem cadeias de açúcar chamadas glicanos fixadas em sua superfície. Glicanos específicos são escolhidos para que possam se ligar às células-alvono corpo. Por exemplo, diferentes células cancerosas podem ser identificadas pelos tipos únicos de lectinas - proteínas de ligação ao glicano - que estão incorporadas em suas membranas externas. Para este experimento, os pesquisadores construíram uma metaloenzima glicosilada que seria capaz de se ligar às lectinas específicas que estão do lado de fora das células cancerosas HeLa, alvejando-as assim. Depois que o agente de marcação reage com a metaloenzima, ele pode realizar a função desejada e marcar a proteína de interesse na célula cancerosa. Desta forma, apenas as células cancerosas direcionadas pela metaloenzima glicosilada podem ser marcadas.

A equipe realizou dois testes principais de entrega de medicamentos direcionados. O primeiro teste usou uma forma de RGD que se tornou funcional após reagir com a enzima artificial ligada à célula cancerosa alvo. O RGD foi escolhido porque testes anteriores indicaram que ele interfere na capacidade das células cancerosas de se agruparem e formarem tumores. Eles injetaram camundongos com células cancerosas HeLa, e então os injetaram com a metaloenzima glicosilada e RGD. Camundongos de controle foram injetados com a enzima artificial sozinha, RGD sozinha ou solução salina. Os camundongos foram monitorados por 81 dias. Enquanto todos os controles desenvolveram tumores e morreram bem antes de 81 dias terem sido atingidos, os camundongos tratados com a terapia celular seletiva com marcação RGD tiveram uma taxa de sobrevivência de 40%. A análise de imagem indicou que o início e a progressão do tumor foram interrompidos pelo tratamento.

O segundo teste foi projetado para atacar tumores já formados. Para isso, a equipe usou a mesma metaloenzima glicosilada, mas com uma forma de doxorrubicina atóxica que se tornou funcional após reagir com a metaloenzima. Testes anteriores mostraram que o agente era inofensivo até interagir com a metaloenzima, momento em que liberou a doxorrubicina tóxica. Desta forma, apenas as células cancerosas direcionadas foram afetadas pela droga. O teste em camundongos foi semelhante ao teste com RGD, exceto que os tumores foram autorizados a se desenvolver por uma semana antes de injetar a enzima artificial e o agente de marcação. Os camundongos que receberam o tratamento real mostraram redução no crescimento do tumor e uma maior taxa de sobrevivência ao longo de 77 dias.

"Pudemos usar nosso sistema para transportar metaloenzimas para células cancerosas em camundongos vivos , que reagiram com agentes de marcação para fornecer terapias medicamentosas direcionadas que reduziram o aparecimento e o crescimento do tumor ", disse Tanaka. "O próximo passo é certamente a aplicação clínica em humanos."

 

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