Autentificare
Dacă ești abonat medichub.ro, autentificarea se face cu adresa de E-mail și parola pe care le utilizezi pentru a intra în platformă.
Abonează-te la „Viața medicală” ca să ai acces la întreg conținutul săptămânalului adresat profesioniștilor din Sănătate!
#DinRecunostinta
Căutare:
Căutare:
Acasă

Terapia cu nanoparticule pentru micșorarea tumorilor

Viața Medicală
Dr. Otilia REGUȘ-SESERMAN vineri, 24 august 2018
    Un grup de cercetători chinezi a creat un sistem biomimetic pe baza unor nanoenzime care catalizează producerea intracelulară de specii reactive de oxigen (SRO) pentru tratarea tumorilor maligne, în condiții de normoxie și hipoxie. Sisteme enzimatice care stimulează producerea SRO existau și până acum, dar erau dependente de statusul de oxigenare sau de stimuli externi, ceea ce limita producerea SRO în tumorile hipoxice. Cercetarea a apărut recent în Nature Communications și are la bază sinteza inițială a nanoparticulelor cu platină (Pt) sau cobalt (Co), care direcționează producerea particulelor de dioxid de mangan (MnO2) – catalizator pentru reacția de formare a SRO. Nanosistemul MnO2-PtCo induce astfel apoptoză prin mecanism mediat ROS, putând duce la inhibiția creșterii tumorale.

    Sinteza de nanoparticule controlate în dimensiuni necesită precursori metalici și un agent de învelire, prin titrarea fină a acestora realizându-se diferite dimensiuni ale particulelor. De exemplu, o scădere a concentrației agentului de învelire duce la formarea unor particule de dimensiuni mai mari. SRO apărute în reacțiile catalizate de nanoparticulele MnO2-PtCo oxidează acizii grași nesaturați din lipide și aminoacizii din proteine, degradând organitele celulare și ADN-ul și ducând la apoptoză. SRO în cantități fiziologice acționează prin modularea semnalizării celulare, adeziunii și migrării celulare, iar celulele maligne utilizează cantități crescute de SRO pentru semnalizare, din acest motiv fiind mai sensibile la efectele SRO decât celulele normale.

Pentru generarea SRO, terapia fotodinamică a fost considerată o opțiune bună de tratament, datorită caracterului minim invaziv și a dezvoltării unei rezistențe minime a celulelor la terapie. Cu toate acestea, acțiunea terapiei fotodinamice este limitată în medii hipoxice, cum ar fi tumorile. În plus, penetranța luminii în țesuturile biologice nu este optimă. De aceea a fost dezvoltată terapia cu ultrasunete pentru generarea SRO, dar aceasta induce hipertermie la locul de acțiune și are rezultate variabile. Nanoenzimele pot genera SRO intracelular fără stimuli externi și în condiții hipoxice, fiind o alternativă dezirabilă a terapiilor mai sus menționate.

    În acest studiu, nanoenzimele au fost alese cu atenție (fig. 1), în funcție de capacitatea oxidativă, proprietățile catalitice la pH acid, stabilitate și dispersie bună comparativ cu alte nanoparticule. Nanoparticulele Pt/Co au avut cea mai bună activitate catalitică la un raport atomic 3:1, care s-a folosit în acest experiment. Diametrul nanoparticulelor a fost uniform, de 3 nm, iar particulele cu Pt și Co au fost folosite pentru a direcționa formarea MnO2. O cantitate prea mică sau prea mare de nanoparticule cu Pt și Co poate duce la agregarea sau precipitarea nanosistemului MnO2-PtCo (fig. 3), astfel încât s-a oferit o atenție specială acestui aspect.

    Deja folosite pe scară din ce în ce mai largă în tehnologia biosenzorilor, pentru diagnosticele moleculare sau în ingineria celulară, nanoenzimele și-au extins utilizarea și în manipularea reacțiilor biochimice intracelulare pentru tratarea inflamației, accidentelor ischemice și chiar îmbătrânirii celulare, prin prevenirea stresului oxidativ. Capacitatea oxidativă a nanoparticulelor în mediu acid (fig. 2) nu a fost însă explorată, motiv pentru care Zhenzhen Wang et al., autorii studiului publicat în Nature Communications, au construit un nanosistem capabil să genereze SRO intracelular în țesuturile tumorale în jurul cărora se formează un mediu acid, modulând procesele de oxidare intracelulară a tumorilor.

    Nanosistemul funcționează în condiții de normoxie și chiar hipoxie, neavând nevoie de un stimul extern. Nanoparticulele folosite de cercetătorii chinezi au fost cele cu platină sau cobalt (ce acționează ca oxidaze) și cu mangan (ce acționează drept catalaze), asamblate sub forma nanosistemelor (nanoflower). Nanoparticulele cu platină și cobalt catalizează reacțiile de inducere a stresului oxidativ, iar nanoparticulele cu mangan descompun apa oxigenată și duc la formarea oxigenului liber, prin aceasta oxigenând mediul hipoxic peritumoral și conferind independența nanosistemului la hipoxie. SRO se formează astfel endogen, neavând nevoie de stimuli externi sau de oxigenare și evitând efectele adverse ale terapiilor fotodinamice sau cu ultrasunete. Cel mai interesant este că nanoenzimele funcționează la capacitate maximă în mediul acid – specific tumoral, lăsând țesuturile normal neafectate. Experimentele cu nanoparticule au fost realizate atât in vivo, cât și in vitro, arătând efectul inhibitor tumoral la șoareci de laborator. Cercetarea ar putea constitui nu doar o viitoare linie terapeutică pentru bolile neoplazice, ci și un punct de plecare pentru viitoare experimente cu nanonenzime care reglează diferite funcții celulare, precum migrarea, diferențierea celulară sau expresia genică. 

Abonează-te la Viața Medicală

Dacă vrei să fii la curent cu tot ce se întâmplă în lumea medicală, abonează-te la „Viața Medicală”, săptămânalul profesional, social și cultural al medicilor și asistenților din România!
  • Tipărit + digital – 160 de lei
  • Digital – 103 lei
Titularii abonamentelor pe 12 luni sunt creditați astfel de:
  • Colegiul Medicilor Stomatologi din România – 5 ore de EMC
  • Colegiul Farmaciștilor din România – 10 ore de EFC
  • OBBCSSR – 7 ore de formare profesională continuă
  • OAMGMAMR – 5 ore de EMC
Află mai multe informații despre oferta de abonare.