Ciência é INVESTIMENTO! Vamos transformar o Brasil em uma Nação rica e forte!

NOVO TESTE COM NANOPARTÍCULAS PODE ACELERAR O DESENVOLVIMENTO DE MEDICAMENTOS

NOVO TESTE COM NANOPARTÍCULAS PODE ACELERAR O DESENVOLVIMENTO DE MEDICAMENTOS

Edição Vol. 4, N. 8, 17 de Abril de 2017

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2017.04.17.003

Uma equipe de pesquisadores desenvolveu uma maneira de testar rapidamente diferentes nanopartículas para ver aonde elas irão em todo o corpo, ajudando a identificar partículas para entrega de genes ou RNA de interferência.

Muitos cientistas estão buscando maneiras de tratar a doença através da entrega de DNA ou RNA que pode ativar ou desativar um gene. No entanto, um grande obstáculo para o progresso neste campo foi encontrar maneiras de entregar com segurança esse material genético para as células corretas.

Encapsular cadeias de RNA ou DNA em partículas minúsculas é uma abordagem promissora. Para ajudar a acelerar o desenvolvimento de tais veículos de entrega de fármacos, uma equipe de pesquisadores do MIT, Georgia Tech e da Universidade da Flórida, liderados pelo professor Dr. James Dahlman, agora criou uma maneira de testar rapidamente nanopartículas diferentes para ver para aonde elas irão no corpo.

A entrega de droga é um obstáculo muito importante que precisa ser superado. Independentemente de seus mecanismos de ação biológicos, todas as terapias genéticas precisam de entregar a droga ou medicamento de maneira segura e específica para o tecido que se deseja atingir (Figura 1).

nanoparticulas-medicamento 

Figura 1: Novo teste de triagem utilizando nanopartículas pode acelerar o desenvolvimento de drogas

Esta abordagem poderia ajudar aos cientistas a lançar terapias genéticas a locais precisos no corpo.

Poderia ser utilizada para identificar uma nanopartícula que vá para um determinado lugar, e com essa informação, seria possível desenvolver a nanopartícula com uma carga útil específica em mente.

ALVEJANDO A DOENÇA

Encontrar uma maneira confiável para entregar DNA para células-alvo poderia ajudar aos cientistas a perceber o potencial da terapia genética – um método de tratamento de doenças como a fibrose cística ou hemofilia através da entrega de novos genes que substituem versões ausentes ou defeituosas. Outra abordagem promissora para novas terapias é a interferência de RNA, que pode ser usada para desativar genes superativos, bloqueando-os com curtas cadeias de RNA conhecidas como siRNA.

A entrega desses tipos de materiais genéticos em células do corpo provou-se difícil, justamente porque o corpo desenvolveu muitos mecanismos de defesa contra material genético estranho ao seu, como os vírus, por exemplo. Recentemente o laboratório do Prof. Dr. Rodrigo Resende em colaboração com os Professores Luiz Orlando Ladeira e Luiz Renato de França, desenvolveu várias tecnologias para a entrega de genes para células de difícil transfecção, desde células de peixe até células cerebrais tumorais, produzindo a primeira tilápia transgênica do Brasil (1-4).  

Para ajudar a evadir essas defesas, o laboratório do professor Anderson desenvolveu nanopartículas, incluindo muitas feitas a partir de moléculas de ácidos graxos, chamadas lipídios, que protegem o material genético e o levam a um determinado destino. Muitas dessas partículas tendem a se acumular no fígado, em parte porque o fígado é o responsável pela filtragem do sangue, mas tem sido mais difícil encontrar partículas que visem outros órgãos (5).

Eles obtiveram bons resultados na entrega de nanopartículas em determinados tecidos, mas não a todos eles. Porém, não descobriram como a química das partículas influenciam o endereçamento para destinos diferentes.

Para identificar candidatos promissores, o laboratório do professor Anderson gera bibliotecas de milhares de partículas, variando traços como seu tamanho e composição química. Os pesquisadores então testam as partículas, colocando-os em um tipo de célula em particular, cultivada em laboratório, para ver se as partículas podem entrar nas células. Os melhores candidatos são então testados em animais. No entanto, este é um processo lento e limita o número de partículas que podem ser testadas (5).

O problema que tinham é que conseguiam produzir muito mais nanopartículas do que se podiam testar.

Para superar esse obstáculo, os cientistas decidiram adicionar “códigos de barras”, consistindo de uma sequência de DNA de cerca de 60 nucleotídeos, para cada tipo de partícula. Depois de injetar as partículas em um animal, os pesquisadores puderam recuperar os códigos de barras de DNA de diferentes tecidos e, em seguida, sequenciar os códigos de barras para ver onde cada partícula se alojou (5).

Com isso, foi possível testar muitas nanopartículas diferentes de uma única vez dentro de um único animal.

RASTREAMENTO DE PARTÍCULAS

Os pesquisadores primeiramente testaram partículas que tinham sido previamente demonstradas em serem direcionadas aos pulmões e ao fígado, e confirmaram que elas foram para aonde se esperava (5).

Em seguida, os pesquisadores selecionaram 30 diferentes nanopartículas lipídicas que variavam em uma única característica – a estrutura de um componente conhecido como polietilenoglicol (PEG), um polímero muitas vezes adicionado às drogas para aumentar a sua longevidade na corrente sanguínea. As nanopartículas lipídicas também podem variar em seu tamanho e em outros aspectos de sua composição química (5).

Cada uma das partículas também foi marcada com um dos 30 códigos de barras de DNA. Pelo sequenciamento dos códigos de barras que se alojaram em diferentes partes do corpo, os pesquisadores foram capazes de identificar partículas que foram endereçadas ao coração, cérebro, útero, músculo, rim e pâncreas, além do fígado e pulmão. 

Em estudos futuros, eles planejam investigar o que torna diferentes partículas em serem encaminhadas para diferentes tecidos. Os pesquisadores também realizaram mais testes em uma das partículas, que tinha o fígado como seu alvo, e descobriram que poderiam, com sucesso, entregar um siRNA que desliga o gene para um fator de coagulação sanguínea (5). 

Esta é uma técnica como uma forma “inovadora” de acelerar o processo de identificação de nanopartículas promissoras para liberar RNA e DNA. Encontrar uma boa partícula é um evento muito raro, assim você precisa testar um monte de partículas. Esta abordagem é mais rápida e pode dar-lhe uma compreensão mais profunda de aonde as partículas irão no corpo. Este tipo de triagem também poderia ser utilizada para testar outros tipos de nanopartículas, como aquelas feitas a partir de polímeros. “Estamos realmente esperando que outros laboratórios em todo o país e em todo o mundo possam vir a tentar o nosso sistema para ver se ele funciona para suas aplicações”, disse Dr. Dahlman. 

Fonte: Anne Trafton, MIT News

Referências

1.Tonelli FCP, Lacerda SM, Procópio MS, Lemos BLS, França LR, Resende RR. Gene delivery to Nile tilapia cells for transgenesis and the role of PI3K-c2? in angiogenesis. Scientific reports. 2017;7:44317.

2.Tonelli FM, Lacerda SM, Paiva NC, Pacheco FG, Scalzo Junior SR, de Macedo FH, et al. Functionalized nanomaterials: are they effective to perform gene delivery to difficult-to-transfect cells with no cytotoxicity? Nanoscale. 2015;7(43):18036-43.

3.TONELLI FMP, LACERDA SMSN, PAIVA NCO, LEMOS MS, JESUS AC, PACHECO FG, et al. Efficiently and safely in gene transfection in fish spermatonial stem cells using nanomaterials. RSC Advances: an international journal to further the chemical sciences. 2016;6:52636-41.

4.Tonelli FMP, Lacerda SMSN, Silva MA, Avila ES, Ladeira LO, Franca LR, et al. Gene delivery to Nile tilapia spermatogonial stem cells using carboxi-functionalized multiwall carbon nanotubes. RSC Advances. 2014;4(72):37985-7.

5.Dahlman JE, Kauffman KJ, Xing Y, Shaw TE, Mir FF, Dlott CC, et al. Barcoded nanoparticles for high throughput in vivo discovery of targeted therapeutics. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2017;114(8):2060-5.

Print Friendly

Deixe uma resposta

O seu endereço de email não será publicado Campos obrigatórios são marcados *


*

Você pode usar estas tags e atributos de HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>