Novos materiais de captura de oxigênio produzidos usando um sifão chicoteador podem ser usados para melhorar a resposta das células cancerígenas à radiação e a certas quimioterapias. Os materiais, que podem ser formulados como espumas, sólidos ou hidrogéis, são projetados para transportar altas concentrações de gases terapêuticos, como o oxigênio, que podem ser injetados diretamente no tecido tumoral, segundo os pesquisadores que os desenvolveram.
Os pesquisadores, liderados por James Byrne e Jianling Bi, da Universidade de Iowa, criaram os materiais de retenção de gás (GeMs) usando vasos pressurizados: um sifão de chicoteamento e um reator Parr (um reator agitado de alta pressão). O sifão de chicoteamento, mais conhecido por criar espumas em chocolate quente ou cappuccinos, gera materiais que aprisionam gás em pressões padrão, enquanto o reator Parr cria sólidos que podem aprisionar gases a pressões de até 600 PSI (3,45 MPa). O método Parr aprisiona fisicamente o oxigênio pressurizado em uma matriz de polímero natural, um processo usado para fazer alguns tipos de doces efervescentes.
Os GeMs são compostos de goma xantana e alginato de sódio, que são comumente usados como ingredientes inativos na fabricação de produtos farmacêuticos e, portanto, geralmente considerados seguros pela Food and Drug Administration dos EUA.
“Somos capazes de injetar GeMs de espuma diretamente no tecido do tumor usando uma seringa”, explica Byrne. “Os GeMs sólidos podem ser criados em formas clinicamente distribuíveis, semelhantes a implantes de braquiterapia ou fiduciais para orientação por imagem radiográfica e, em seguida, implantados em tumores usando uma agulha”.
Byrne diz que esses materiais podem melhorar a eficácia dos tratamentos padrão de quimioterapia e radiação, aumentando a quantidade de oxigênio, por exemplo, em tumores sólidos. “A maioria dos tumores tem níveis de oxigênio muito baixos, o que é chamado de hipóxia”, explica ele. “Décadas atrás, os pesquisadores conseguiram mostrar que, se você aumentar a quantidade de oxigênio nas células cancerígenas, pode melhorar sua resposta à radiação e a certas quimioterapias”.
A equipe demonstrou que os materiais podem fornecer quantidades extremamente altas de oxigênio localmente em dois tipos de tumores em camundongos, melhorando a eficácia dos tratamentos padrão. “Isso é muito relevante para situações clínicas em que certos tipos de câncer respondem mal à radioterapia e quimioterapia, ou para um tumor que será removido cirurgicamente”, diz Byrne.
Os níveis aumentados de oxigênio também parecem melhorar o ambiente tumoral imunogênico em tumores malignos da bainha do nervo periférico, descobriram os pesquisadores. Esses tumores, assim chamados porque envolvem os nervos periféricos, são difíceis de remover cirurgicamente porque isso pode danificar o nervo, resultando em paralisia, doença grave ou até morte. Melhorar o ambiente tumoral imunogênico significa que o sistema imunológico do corpo reconhece melhor o tumor, explica Byrne, o que ajuda a melhorar a eficácia das imunoterapias, possivelmente permitindo o tratamento da doença metastática.
“As principais aplicações para esses materiais serão o tratamento de tumores hipóxicos em combinação com outras terapias”, disse Byrne ao Physics World . “Eles também oferecem uma oportunidade de testar outros gases e medicamentos para melhorar a terapia contra o câncer”.
Byrne enfatiza que este trabalho foi um grande esforço de equipe abrangendo várias instituições, incluindo a Universidade de Iowa, Massachusetts Institute of Technology, Brigham and Women’s Hospital, Beth Israel Deaconess Medical Center e Harvard Medical School. “A conclusão deste projeto não teria sido possível sem o esforço de muitas pessoas”, acrescenta.
Os pesquisadores agora planejam investigar se os GeMs precisam ser administrados continuamente para reduzir o tamanho de um tumor. “O fato de que o crescimento do tumor é mais lento do que completamente parado nas técnicas que testamos também sugere que tratamentos adicionais podem ser necessários”, explicam. “Esses tratamentos podem incluir o uso de diferentes tipos de vasos pressurizados e pressões mais altas para melhorar a quantidade de gás fornecida ao tumor”.
O trabalho está detalhado na Advanced Science.
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Fonte: https://physicsworld.com/a/gas-trapping-structures-improve-tumour-treatment/
