A nanotecnologia pode retardar o progresso da osteoartrite?
Ainda não há cura para a osteoartrite. No entanto, uma abordagem nanotecnológica inovadora pode ajudar a enviar agentes terapêuticos mais profundamente na cartilagem afetada e permanecer ativos por mais tempo.
Predominantemente uma condição associada a adultos mais velhos, a osteoartrite é uma condição debilitante.
Afetando a cartilagem nas articulações do corpo, a osteoartrite afeta cerca de 26 milhões de pessoas nos Estados Unidos.
Às vezes, a condição começa com uma lesão ou dano relacionado à doença na articulação.
Outras vezes, é devido ao desgaste causado pelos anos de uso.
Em todos os casos, atualmente não há como interromper sua progressão. Do jeito que está, as únicas opções disponíveis são medicamentos para aliviar a dor associada.
Conforme a população se torna progressivamente mais velha e mais pesada - ambos fatores de risco para osteoartrite - está se tornando um problema ainda maior.
Além disso, como a dor é o sintoma predominante, a osteoartrite está contribuindo para a crise de dependência de opióides. Encontrar maneiras inovadoras de intervir na marcha desta doença é mais urgente do que nunca.
O problema da entrega de drogas
Recentemente, pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) em Cambridge se envolveram. Eles exploraram maneiras de usar a nanotecnologia para aprimorar drogas experimentais para osteoartrite.
Eles publicaram suas descobertas no jornal Medicina Translacional no início desta semana.
Ao longo dos anos, os cientistas testaram uma ampla gama de produtos químicos contra a osteoartrite. Alguns se mostraram promissores em modelos animais, mas, até o momento, nenhum se mostrou útil em pacientes humanos.
Os autores do novo estudo acreditam que “[m] qualquer uma dessas deficiências está enraizada na distribuição inadequada de medicamentos”.
Isso ocorre por duas razões principais. Em primeiro lugar, as articulações têm falta de suprimento de sangue, o que significa que os especialistas devem injetar drogas diretamente nas articulações. Em segundo lugar, a drenagem linfática tende a remover rapidamente os compostos injetados nas articulações.
Para superar esse obstáculo, os cientistas se concentraram em desenvolver uma maneira de administrar e manter os medicamentos na articulação por mais tempo, ao mesmo tempo em que mergulhavam mais fundo na cartilagem, levando a medicação diretamente às células onde ela era necessária.
O medicamento em que se concentraram foi o fator de crescimento semelhante à insulina 1 (IGF-1), um composto que se mostrou promissor em alguns ensaios clínicos. Este fator de crescimento promove o crescimento e a sobrevivência dos condrócitos, que são as células que constituem a cartilagem saudável.
Esferas minúsculas
Os pesquisadores projetaram uma molécula esférica em nanoescala como um transportador para o IGF-1. A molécula é composta de muitos ramos, chamados dendrímeros, que emanam de um núcleo central.
Cada ramo termina com uma região carregada positivamente que é atraída pela carga negativa na superfície dos condrócitos.
As moléculas também incluem um braço de polímero oscilante que cobre e neutraliza intermitentemente as cargas positivas. Os pesquisadores anexaram moléculas de IGF-1 à superfície dessa esfera e injetaram o composto nas articulações dos ratos.
Uma vez que essas partículas estão no corpo, elas se ligam à cartilagem e a drenagem linfática não consegue removê-las. A partir daí, eles podem começar a se difundir no tecido.
No entanto, as esferas não se ligam permanentemente, pois isso as manteria presas à superfície da cartilagem. O braço de polímero flexível ocasionalmente cobre as cargas, permitindo que a molécula se mova e submerja mais profundamente no tecido.
“Encontramos uma faixa de carga ideal para que o material possa ligar o tecido e se desfazer para posterior difusão, e não ser tão forte a ponto de ficar preso na superfície”.
O principal autor do estudo, Brett Geiger, um estudante de pós-graduação do MIT
Conforme o IGF-1 é introduzido nos condrócitos, ele induz a liberação de proteoglicanos, ou a matéria-prima da cartilagem. O IGF-1 também estimula o crescimento celular e reduz a taxa de morte celular.
Estendendo a janela terapêutica
Os pesquisadores injetaram esta molécula híbrida nas articulações dos ratos. Ele tinha meia-vida de 4 dias (o tempo que leva para a droga reduzir à metade de seu volume inicial), que é cerca de 10 vezes maior do que quando os cientistas injetam IGF-1 sozinho. É importante ressaltar que seu efeito terapêutico durou 30 dias.
Em comparação com os ratos que não receberam a droga, os que receberam reduziram os danos nas articulações. Além disso, houve uma redução significativa da inflamação.
Claro, a cartilagem de rato é muito mais fina do que a de humanos; o deles tem cerca de 100 micrômetros de espessura, enquanto o de um humano tem cerca de 1 milímetro.
Em um experimento separado, os cientistas provaram que essas moléculas foram capazes de penetrar em uma espessura que seria relevante para um paciente humano.
Esta é apenas a primeira fase da pesquisa que investiga o uso dessas moléculas para entregar drogas na cartilagem. A equipe planeja continuar na mesma linha e estudar outros produtos químicos, incluindo drogas que bloqueiam citocinas inflamatórias e ácidos nucléicos, incluindo DNA e RNA.
O estudo aparece ao lado de um editorial sobre o uso da nanotecnologia na pesquisa da osteoartrite. O autor, Christopher H. Evans, escreve:
“Esses dados são altamente encorajadores. [...] [T] aqui não há outro sistema de entrega de drogas que possa influenciar o metabolismo dos condrócitos in situ em toda a espessura da cartilagem articular de forma sustentada ”.
Embora o novo método esteja em sua infância, essa abordagem pode significar que os médicos podem retardar significativamente o curso da osteoartrite com injeções quinzenais ou mensais.
