'DNA origami' ataca células cancerígenas multirresistentes
Uma ferramenta de DNA que combina terapia genética com quimioterapia pode ser uma nova maneira promissora de derrotar células cancerosas multirresistentes.
A ferramenta é uma "nanoplataforma de DNA sob medida" que pode transportar drogas quimioterápicas para as células cancerosas direcionadas, ao mesmo tempo que silencia os genes de resistência a drogas das células.
A técnica é obra de cientistas do Centro Nacional de Nanociência e Tecnologia de Pequim, na China.
Um artigo recente no jornal Angewandte Chemie International Edition dá um relato detalhado de como a equipe desenvolveu e testou as nanoplataformas de DNA.
Os tratamentos com medicamentos melhoraram significativamente as taxas de sobrevivência e qualidade de vida das pessoas com câncer.
No entanto, há muitos casos em que o câncer responde bem ao tratamento no início, mas depois apresenta recidiva ou volta devido à resistência aos medicamentos.
Efluxo de drogas
Os cientistas identificaram vários mecanismos celulares que permitem ou promovem a resistência aos medicamentos no câncer.
Um deles é o “efluxo de drogas”, um processo no qual proteínas transportadoras bombeiam drogas para fora do corpo celular através de suas membranas. Os mecanismos de efluxo existem “em todas as células vivas”, não apenas nas células cancerosas.
Por exemplo, as células nas paredes do intestino têm uma abundância de proteínas transportadoras que bombeiam drogas e outros agentes prejudiciais de volta ao trato digestivo.
Graças a uma extensa pesquisa, os cientistas agora sabem muito sobre o papel dos mecanismos de efluxo e das proteínas transportadoras no desenvolvimento de resistência a medicamentos no câncer.
Uma das primeiras proteínas transportadoras que eles identificaram foi uma que é codificada pelo Gene 1 de resistência a múltiplas drogas (MDR1).
Estudos também revelaram que quando certos órgãos se tornam cancerosos, seus tecidos começam a se expressar MDR1 mais fortemente.
Um estudo, em particular, descobriu que o tratamento com a potente droga anticâncer doxorrubicina aumentou muito a expressão de MDR1 em células cancerosas, mas não em células saudáveis do pulmão.
Direcionamento de células e silenciamento de genes
Portanto, embora uma droga possa ser muito boa em matar células cancerosas, se as células melhorarem em sua expulsão, eventualmente, a droga não ficará dentro da célula por tempo suficiente para fazer efeito.
Para resolver este problema, os pesquisadores do câncer estão trabalhando em maneiras de desligar os genes que conduzem o efluxo de drogas nas células tumorais.
Uma abordagem para desligar as bombas de efluxo é uma técnica de silenciamento de genes chamada interferência de RNA (RNAi). Isso usa moléculas chamadas modelos de transcrição de RNA para interferir na expressão do gene nas células.
No entanto, para que o tratamento seja eficaz, os modelos de transcrição de RNA têm que ser liberados dentro do corpo celular, ou citoplasma. Em segundo lugar, isso deve ocorrer ao mesmo tempo em que administra a droga que mata as células. E em terceiro lugar, as células saudáveis devem permanecer intocadas.
A nova nanoplataforma de DNA atende a todos os três requisitos - tem como alvo específico as células cancerosas, entrega a droga anticâncer em seu interior e desliga os genes que acionam suas bombas de efluxo para dar tempo de ação da droga.
A equipe usou técnicas de “origami de DNA” para criar uma plataforma que inclui todos os componentes necessários para que essas coisas aconteçam.
Usando a abordagem bem estabelecida, os cientistas podem criar plataformas de DNA compreendendo formas moleculares simples e complicadas que são pequenas o suficiente para funcionar no nível celular.
Nesse caso, a equipe fez uma estrutura simples que se auto-monta em uma nanoplataforma de DNA triangular. A plataforma possui vários sites que podem ser vinculados a várias “unidades funcionais”.
‘Nova estratégia para tumores multirresistentes’
Os pesquisadores testaram a capacidade da plataforma de DNA de entregar seletivamente modelos de transcrição de RNA e a droga de quimioterapia doxorrubicina, primeiro em culturas de células e depois em camundongos com tumores multirresistentes.
Eles usaram “dois modelos lineares de transcrição de RNA em gancho pequeno”. Um deles cuidava do silenciamento do gene e o outro cuidava do reconhecimento e inserção das células.
Os resultados mostraram que a “plataforma de DNA sob medida” foi muito eficaz tanto na entrega seletiva quanto na liberação dos dois itens. Isso também resultou em uma taxa de morte tumoral altamente seletiva.
A equipe diz que o estudo demonstra como criar uma nanoestrutura que entrega quimioterapia seletivamente às células cancerosas, ao mesmo tempo que suprime a resistência aos medicamentos usando o silenciamento de genes sem prejudicar o tecido saudável.
Eles sugerem que também deve ser possível adaptar as plataformas de DNA para uso em uma variedade de tratamentos, alterando os alvos, cargas úteis e estratégias de entrega.
Os autores concluem:
“Esta nanoplataforma de DNA sob medida, que combina terapia de RNAi e quimioterapia, fornece uma nova estratégia para o tratamento de tumores multirresistentes”.
