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  14.04.21

Nanopartculas contra o cncer


Tratamento de câncer cerebral usa nanotecnologia e ferramenta genética, colocando IPT e CNPEM alinhados em estudo inovador


Uma pesquisa de doutorado iniciada na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), uniu as expertises do Laboratório de Biotecnologia Industrial do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) e do Laboratório Nacional de Biociências do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) para o desenvolvimento de uma nova nanopartícula, com foco em terapia gênica, para tratamento do glioblastoma, um tipo comum de câncer cerebral.

Por meio da técnica conhecida por RNA de interferência, ou RNAi, a ideia é impedir a formação das proteínas necessárias às células tumorais para a sua proliferação, ou mesmo sobrevivência, o que pode, na prática, diminuir ou evitar o crescimento de tumores em etapas futuras. O responsável pelo estudo é o pesquisador Cyro von Zuben de Valega Negrão, aluno de doutorado pelo programa de pós-graduação em Genética e Biologia Molecular do Instituto de Biologia da Unicamp e participante do programa Novos Talentos do IPT.

Um foco do projeto é o desenvolvimento de modelos tumorais, etapa crítica no desenvolvimento de novos fármacos. Geralmente, modelos tumorais iniciais são estudados em duas dimensões (2D); entretanto, tais estruturas não contemplam toda a complexidade de tumores. Por isso, o projeto está desenvolvendo primeiramente novas abordagens para encontrar uma estrutura tridimensional (3D) que seja mais próxima do tipo de tumor que está em estudo. Tal abordagem é feita por meio da construção de modelos tumorais que contenham uma região de centro necrótico e hipóxia.

"Além disso, os modelos atuais estudados em nosso laboratório envolvem também células da barreira hematoencefálica (BHE). Tal estrutura impede que 98% dos fármacos cheguem ao cérebro, sendo então um dos maiores obstáculos no desenvolvimento de tecnologias para terapias em tumores cerebrais", explica Negrão. "Dessa forma, a inserção da BHE em modelos de estudos de neoplasias cerebrais é de extrema importância para resultados mais promissores. Tais avanços estão sendo possíveis graças ao conhecimento construído pelo CNPEM em modelos de cultura de células 3D. Ao final dessa etapa, esperamos encontrar modelos de estudo mais promissores no desenvolvimento de fármacos para glioblastoma, inclusive, que abrangem a BHE”.

Para compreender melhor a terapia em foco, o pesquisador relembra alguns conceitos da biologia. O RNA, ou ácido ribonucleico, é uma molécula produzida a partir do DNA e o produto intermediário para que a informação genética seja fornecida pelo corpo como proteínas. A técnica empregada no projeto usa como princípio ativo pequenos fragmentos de RNA (siRNA, do inglês small interfering RNA) capazes de degradar a sequência completa dos RNAs dos genes alvos das células de glioblastoma, os RNAm (RNA mensageiros).
Aglomerados de células de glioblastoma cultivados em laboratório do IPT
 
Degradando o RNAm, é possível impedir a produção de proteínas fundamentais ao desenvolvimento da célula cancerosa, ou pelo menos diminuí-las em número.

Segundo Negrão, uma das grandes dificuldades do desenvolvimento de terapia gênica por RNAi é que o princípio empregado é de fácil degradação. Por isso, tais moléculas serão encapsuladas em nanopartículas, o que auxiliará na proteção e na condução do medicamento ao tumor: “É nessa etapa que entra a expertise do IPT, o desenvolvimento de nanopartículas em diversas aplicações, inclusive na medicina”.

 
A parceria com o IPT visa solucionar uma etapa importante no processo, que é a entrega das moléculas silenciadoras ao seu destino final. O enfoque do projeto são nanopartículas metálicas, devido a algumas propriedades do nanomaterial como superparamagnetismo, o que permite que sejam utilizadas para imageamento por ressonância magnética, técnica já empregada no diagnóstico de glioblastomas.

As nanopartículas serão então encapsuladas com biopolímeros que auxiliarão tanto na estabilidade das nanoestruturas como também permitirão a interação com o princípio ativo. Por fim, a última etapa do projeto contempla a funcionalização com determinados peptídeos que possuem afinidade com células tumorais, almejando uma especificidade das nanopartículas multifuncionais.

O pesquisador lembra ainda que a nanopartícula magnética, sem o princípio ativo, poderá ser utilizada em imagens de diferentes tipos de tumores: “Já a construção da nanopartícula em si poderia ser aplicada em outros tipos de câncer, desde que fossem alterados os mecanismos de direcionamento tumoral (peptídeos) e os alvos.”

O estudo, que foi iniciado em 2018, tem sua conclusão prevista para 2023: ele começou no programa de pós-graduação da Unicamp e desenvolve-se, no CNPEM, sob a orientação da pesquisadora Sandra Martha Gomes Dias. Tem também a coorientação da diretora do Núcleo de Bionanomanufatura do IPT, Natália Neto Pereira Cerize, com apoio da pesquisadora Patrícia Leo. O trabalho também conta com o apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e da Fundação de Apoio ao Instituto de Pesquisas Tecnológicas (FIPT).