Nanopartículas biocompatíveis modificadas com ATP podem melhorar a administração sistêmica da imunoterapia contra o câncer

Pesquisadores da Purdue University estão desenvolvendo e validando nanopartículas de poli (ácido láctico-co-glicólico), ou PLGA, com patente pendente modificadas com trifosfato de adenosina, ou ATP, para aumentar os efeitos da imunoterapia contra tumores malignos.

As nanopartículas liberam lentamente drogas que induzem a morte celular imunogênica, ou CDI, em tumores. O CDI gera antígenos tumorais e outras moléculas para levar as células do sistema imunológico ao microambiente do tumor. Os pesquisadores anexaram ATP às nanopartículas, o que também recruta células imunológicas para o tumor para iniciar respostas imunes antitumorais.

Yoon Yeo lidera uma equipe de pesquisadores da Faculdade de Farmácia, do Metabolite Profiling Facility no Bindley Bioscience Center e do Purdue Institute for Cancer Research para desenvolver as nanopartículas. Yeo é chefe de departamento associado e professora Lillian Barboul Thomas de Farmacêutica Industrial e Molecular e Engenharia Biomédica; ela também é membro do Purdue Institute for Drug Discovery e do Purdue Institute for Cancer Research.

Os pesquisadores validaram seu trabalho usando paclitaxel, um medicamento quimioterápico usado no tratamento de diversos tipos de câncer. Eles descobriram que os tumores cresceram mais lentamente em camundongos tratados com paclitaxel contido em nanopartículas modificadas de ATP do que em camundongos tratados com paclitaxel em nanopartículas não modificadas.

“Quando combinadas com um medicamento de imunoterapia existente, as nanopartículas carregadas com paclitaxel, modificadas com ATP, eliminaram tumores em ratos e os protegeram de um novo desafio com células tumorais”, disse Yeo.

A pesquisa foi publicada em ACS Nano.

Desafios para a administração de imunoterapia sistêmica

A imunoterapia é uma abordagem promissora para combater o cancro, mas Yeo disse que não beneficia uma grande população de pacientes porque não possuem as poderosas células imunitárias necessárias para combater os tumores.

“Agentes farmacológicos para ativar células imunológicas podem ser administrados diretamente aos tumores”, disse Yeo. “Então o sistema imunológico pode combater não apenas os tumores tratados, mas também os tumores não tratados em locais distantes, à medida que as células imunológicas ativadas circulam na corrente sanguínea”.

No entanto, Yeo disse que a maioria dos tumores com mau prognóstico nem sempre são localizáveis ​​ou acessíveis. Portanto, eles podem não ser tratados de forma eficaz pela terapia local. Ela e sua equipe imaginaram a administração sistêmica de imunoterapia, mas existem desafios.

“Para uma administração sistêmica bem-sucedida, os ingredientes ativos que estimulam as respostas imunes antitumorais precisam estar presentes simultaneamente nos tumores para exercerem efeitos combinados no alvo”, disse Yeo. “Os ingredientes também devem manter a sua actividade até atingirem os tumores, mas não causar efeitos tóxicos fora do alvo. Além disso, os transportadores tradicionalmente utilizados na administração local de medicamentos oferecem utilidade limitada na aplicação sistémica porque podem não ser compatíveis com os componentes do sangue.”

Yeo e seus colegas usaram nanopartículas poliméricas biocompatíveis para fornecer compostos de imunoterapia e os modificaram para ativar com segurança o sistema imunológico.

“Empregamos nanopartículas de poli (ácido láctico-co-glicólico), ou PLGA, com base no forte histórico do polímero em produtos aprovados pela FDA e seu uso rotineiro na administração sistêmica de medicamentos pouco solúveis em água”, disse Yeo.

Os testes verificaram que as nanopartículas de PLGA modificadas com ATP foram bem toleradas em camundongos após múltiplas injeções sistêmicas. Eles foram capazes de recrutar células dendríticas, as células do sistema imunológico que reconhecem os antígenos tumorais e trazem células do sistema imunológico especializadas para combater os tumores.

“Além disso, foi demonstrado que as nanopartículas controlam a liberação de paclitaxel para minimizar sua toxicidade sistêmica”, disse Yeo.

As próximas etapas de desenvolvimento

Yeo e seus colegas continuarão seu trabalho nas nanopartículas modificadas por ATP.

“Atualmente estamos trabalhando para melhorar a entrega das nanopartículas aos tumores e combiná-las com outros tratamentos que irão contornar a resistência à imunoterapia fornecida pelas nanopartículas”, disse Yeo. “Para financiar estes esforços, solicitaremos apoio contínuo dos Institutos Nacionais de Saúde. Também estamos abertos a parcerias industriais para levar esta tecnologia à clínica.”