Nova tecnologia promete um melhor tratamento de doenças inflamatórias!

Um estudo liderado por pesquisadores da Universidade Estadual de Washington descobriu uma nova abordagem potencial para o tratamento de doenças inflamatórias como a sepse, acidente vascular cerebral, artrite reumatóide, lesão pulmonar aguda e aterosclerose.

O artigo descreve uma nova tecnologia com patente pendente que usa partículas nanosizadas para transportar drogas que matam células diretamente para neutrófilos ativados, as células que conduzem a resposta imune exagerada envolvida em doenças inflamatórias. Eles também demonstraram a viabilidade da tecnologia em matar seletivamente os neutrófilos ativados sem prejudicar outros tipos de células ou comprometer o sistema imunológico.

Um melhor tratamento de doenças inflamatórias

“Na busca por um tratamento de doenças inflamatórias eficaz, os cientistas começaram a perceber que os neutrófilos – que sempre foram vistos como ‘mocinhos’ pelo papel principal que desempenham em nosso sistema imunológico – também estão contribuindo para a patologia de todos os tipos de doenças”, disse o autor do estudo, Zhenjia Wang, professor da Faculdade de Farmácia e Ciências Farmacêuticas da Universidade Estadual de Washington (WSU).

Você pode pensar nelas como células benéficas que se tornaram nocivas. Os neutrófilos, que compõem até 70% dos glóbulos brancos do corpo, são a primeira linha de defesa do sistema imunológico. Produzidos na medula óssea, eles patrulham silenciosamente a corrente sanguínea, procurando vírus, bactérias e outros patógenos invasores para se defender. Eles normalmente circulam pelo sangue por 8 a 20 horas antes de retornar à medula óssea para morrer como parte de um processo natural conhecido como apoptose – ou morte celular programada – que ajuda a manter o sistema imunológico em equilíbrio.

No entanto, a inflamação causada por patógenos ou tecidos danificados pode ativar os neutrófilos e mantê-los vivos por muito tempo além da vida útil normal. Isso aumenta o número de neutrófilos no sangue e permite que eles invadam e se acumulem em tecidos saudáveis, resultando em danos que podem prejudicar órgãos e levar à morte.

“Os neutrófilos não sabem quem são os inimigos. Eles apenas atacam, liberando todos os tipos de proteínas nocivas na corrente sanguínea. Eles matam bactérias, mas também matam tecidos saudáveis ​​no corpo ao mesmo tempo”, disse o Professor Wang.

Projeto de nanopartículas tem como alvo neutrófilos inflamatórios

O Professor Wang disse que as abordagens estudadas anteriormente para atingir esses neutrófilos ativados ou inflamatórios têm uma falha significativa: eles não apenas mataram os neutrófilos inflamatórios prejudiciais, mas também os neutrófilos benéficos em repouso na medula óssea. Isso compromete o sistema imunológico e aumenta a chance de infecções secundárias com risco de vida.

Para resolver esse problema, Wang e sua equipe de pesquisa criaram nanopartículas capazes de transportar moléculas de doxorrubicina – um medicamento quimioterápico comumente usado – para os neutrófilos inflamatórios e liberam sua carga de medicamentos uma vez dentro.

Eles criaram essas nanopartículas a partir da albumina, uma proteína que ocorre naturalmente na corrente sanguínea. A tecnologia baseia-se na descoberta de que os receptores ‘Fc gama’ – um tipo específico de célula receptora encontrada na superfície de todos os neutrófilos – são ativados em neutrófilos inflamatórios, mas não em neutrófilos em repouso. Assim, as nanopartículas só se ligam a – e matam – neutrófilos inflamatórios, deixando os neutrófilos em repouso ilesos.

Para garantir que o medicamento não seja liberado antes de atingir os neutrófilos inflamatórios, os pesquisadores projetaram a ligação entre a nanopartícula e as moléculas do medicamento para serem sensíveis ao ácido. Como o sangue é levemente alcalino, esse design permite que as nanopartículas viajem intactas pela corrente sanguínea. Quando as nanopartículas atingem o interior ácido dos neutrófilos, a ligação entre a nanopartícula e a molécula da droga é clivada e a droga é liberada.

Constatações confirmam viabilidade

Tecnologia promete um melhor tratamento de doenças inflamatórias - Zhenjia Wang
Professor Zhenjia Wang. Crédito: Universidade Estadual de Washington.

Para testar a viabilidade de sua tecnologia e se de fato poderia trazer bons resultados no tratamento de doenças inflamatórias, a equipe do Professor Wang conduziu estudos que usaram modelos de roedores com duas condições inflamatórias: sepse – uma condição com risco de vida causada por inflamação generalizada no corpo e a causa de mais de um terço de todas as mortes hospitalares – e isquêmica acidente vascular cerebral, causado por um coágulo sanguíneo que obstrui o fluxo de sangue e oxigênio para o cérebro e desencadeia uma resposta inflamatória prejudicial quando o fluxo sanguíneo é restaurado.

Os resultados de seu estudo sugerem que as nanopartículas podem ser usadas com sucesso para aumentar a sobrevida na sepse e minimizar os danos neurológicos causados ​​pelo derrame.

“Nosso experimento descobriu que nossas nanopartículas de doxorrubicina e albumina podem diminuir a vida útil de neutrófilos nocivos na corrente sanguínea. Mais importante, também descobrimos que nossas nanopartículas não inibem a função dos neutrófilos na medula óssea”, concluiu Wang.

Agora Wang e sua equipe planejam realizar pesquisas adicionais para aprofundar o funcionamento de sua tecnologia em uma base molecular e otimizá-la ainda mais. O próximo passo seria testar a tecnologia em ensaios clínicos em humanos antes que ela pudesse ser desenvolvida em uma estratégia de tratamento de doenças inflamatórias comercialmente disponível que pudesse beneficiar os pacientes.

 

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O artigo completo foi publicado na revista de acesso aberto, a Science Advances:

* Nanoparticle-induced neutrophil apoptosis increases survival in sepsis and alleviates neurological damage in stroke – 2019.

C.Y. Zhang el al: 10.1126/sciadv.aax7964

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