Usando direcionamento magnético de drogas para melhorar a quimioterapia em tumores cerebrais

Gliomas são um tipo de tumor cerebral que se origina em células chamadas células gliais.  

Como na maioria dos tumores cerebrais, a cirurgia é a opção de tratamento mais comum para gliomas. Mas a cirurgia cerebral é compreensivelmente invasiva e nem sempre consegue remover o tumor inteiro, o que significa que muitas vezes precisa ser acompanhada de outros tratamentos. 

Se pudermos encontrar uma maneira de tratar com sucesso tumores cerebrais com terapias como a quimioterapia , poderemos tornar o tratamento mais gentil para os pacientes. 

No entanto, tratar tumores cerebrais com quimioterapia se mostra mais difícil do que para outros tumores. Na verdade, a maioria das quimioterapias não pode ser usada em tumores cerebrais porque os medicamentos não conseguem entrar no cérebro. Isso se deve ao que é chamado de barreira hematoencefálica. 

A barreira hematoencefálica atua como uma espécie de controle de segurança para as células cerebrais. 

Oxigênio, nutrientes e outras coisas que circulam no nosso sangue e que as células cerebrais precisam para sobreviver conseguem passar pela barreira, enquanto uma rede complexa de barreiras físicas e obstáculos metabólicos, como enzimas, bloqueiam todo o resto. 

Seu propósito é proteger as células cerebrais de qualquer coisa que possa prejudicá-las, como bactérias ou vírus que você possa ter no sangue se estiver doente. Mas isso cria um problema para a quimioterapia. Se o medicamento não consegue atravessar a barreira, ele não consegue tratar um tumor. 

Existem quimioterapias que conseguem penetrar a barreira, mas são muito poucas, o que significa que a cirurgia invasiva continua sendo o principal tratamento para tumores cerebrais. 

Então, para torná-lo um tratamento mais utilizável, precisamos encontrar uma maneira de ajudar a quimioterapia a atravessar essa barreira e chegar ao cérebro. 

E encontramos um: um ímã. 

Um tratamento futurista?  

Usar ímãs para aplicar tratamentos em um local específico do corpo pode parecer futurista, mas a ideia foi proposta pela primeira vez na década de 1960 e considerada no contexto do tratamento do câncer no final da década de 1970. 

Para fazer isso, você anexa um medicamento a uma pequena partícula chamada nanopartícula magnética (MNP) e então usa um ímã para direcionar essas partículas para um local específico no corpo.  

Por exemplo, se você ligar MNPs a um medicamento quimioterápico, administrar esse medicamento a um paciente por via intravenosa e criar um campo magnético ao redor de um órgão específico, a circulação sanguínea transportará os MNPs pelo corpo até que eles alcancem o órgão, onde eles "ficarão presos" devido à atração dos MNPs pelo campo magnético.  

A vantagem de administrar medicamentos dessa forma é que isso garante que a administração do medicamento seja concentrada no local correto do corpo, garantindo que a quantidade máxima do medicamento chegue ao tumor e minimizando os efeitos colaterais.  

E houve até mesmo alguns ensaios clínicos em fase inicial usando essa técnica, chamada de direcionamento magnético de medicamentos. 

Os resultados desses testes foram promissores, mas foram feitos em pessoas com câncer em que o tumor está relativamente próximo da superfície do corpo, como câncer de fígado. 

Os tumores cerebrais são um problema mais complicado porque estão localizados em regiões mais profundas do corpo, o que dificulta a penetração de campos magnéticos no tumor. 

Então, precisamos de ímãs mais fortes, como os usados ​​em um scanner de ressonância magnética, para criar um campo magnético mais forte. 

Isso já foi testado antes também, com graus semelhantes de sucesso, mas como qualquer um que já fez uma ressonância magnética sabe, os scanners de ressonância magnética são volumosos, barulhentos e podem ser desconfortáveis. Como tal, não é uma opção adequada para pessoas que precisam de sessões regulares de quimioterapia que podem durar horas. 

Então, o que você faz quando o direcionamento magnético de medicamentos pode ser uma opção de tratamento viável, mas os dispositivos magnéticos atuais não são apropriados para a tarefa? 

Você cria um novo. 

 

Em última análise, nosso objetivo é tornar a aplicação desses tipos de tratamentos menos invasiva. 

 

Dra. Faith Howard  

Um capacete magnético  

Foi exatamente isso que uma equipe de pesquisadores da Universidade de Sheffield, parcialmente financiada por nós, fez. 

Mas, embora pensassem grande, tiveram que começar pequeno. 

Eles projetaram um dispositivo para camundongos com tumores cerebrais usando ímãs chamados ímãs de neodímio. Esses ímãs eram mais fortes do que os usados ​​em testes anteriores, mas muito menores e mais portáteis do que os ímãs de ressonância magnética. 

Eles construíram esses ímãs em uma espécie de capacete, que os mantinha na posição correta durante o tratamento e os envolvia de uma forma que criava um campo magnético mais focado e estável.  

Eles então administraram MNPs feitos de óxido de ferro intravenosamente aos camundongos e colocaram esses capacetes neles por 30 minutos. Depois desse tempo, eles descobriram que não apenas os MNPs tinham chegado ao cérebro com sucesso, mas também estavam concentrados no tumor. Isso significava que o ímã estava fazendo seu trabalho.  

Depois de confirmarem isso, eles puderam fazer o teste real.  

Eles anexaram os mesmos MNPs a um medicamento quimioterápico chamado temozolomida , uma das poucas quimioterapias atualmente disponíveis para tumores cerebrais. Eles então administraram aos camundongos intravenosamente três vezes ao longo de quatro dias e colocaram o capacete neles a cada vez. 

“Observamos o quão bem-sucedida foi a administração do medicamento, se ele realmente foi diretamente para o tumor ou se espalhou por todo o cérebro”, diz o Dr. Munitta Muthana, que lidera a equipe de pesquisa. “Então poderíamos observar se ele melhorou a sobrevivência e reduziu a carga do tumor. 

“E ficamos realmente entusiasmados com os dados.” 

Os resultados mostraram que a temozolomida magnetizada reduziu significativamente o tamanho dos tumores dos camundongos e estendeu sua sobrevivência. Mais importante, esses camundongos sobreviveram por mais tempo do que aqueles que tomaram temozolomida sozinha, mostrando que o ímã tornou a mesma dose do medicamento mais eficaz contra o tumor. 

Além disso, eles não encontraram nenhum MNP no fígado, baço ou pulmões de nenhum dos camundongos, o que nos diz que o corpo pode quebrá-los e excretá-los com segurança, sem causar danos a outros órgãos. 

Aumentando a escala 

Este estudo representa uma prova de conceito: este pequeno dispositivo portátil pode concentrar com sucesso quimioterapia magnetizada dentro de um tumor cerebral. Mas o que é ainda mais animador são as possibilidades que podem levar a. 

“Não queríamos que isso fosse sobre temozolomida porque já a usamos para tratar pacientes com tumores cerebrais. Há tantas outras quimioterapias e outros medicamentos por aí que não são dados a esses pacientes”, diz Muthana. 

“Portanto, os próximos passos serão substituir esse medicamento por medicamentos que talvez não sejam usados ​​atualmente para esse propósito.” 

Se pudermos ajudar outros medicamentos a atravessar a barreira hematoencefálica usando esses ímãs, teremos a oportunidade de aumentar muito o número de medicamentos disponíveis para tratar tumores cerebrais. 

“No final das contas, nosso objetivo é tornar a administração desses tipos de tratamentos menos invasiva”, acrescenta a Dra. Faith Howard, pesquisadora de pós-doutorado financiada pela Cancer Research UK na equipe. 

“A maneira como tratamos gliomas é injetar quimioterapias diretamente no cérebro, o que é uma cirurgia muito invasiva e arriscada, e só pode ser realizada um número limitado de vezes. Enquanto que com um sistema de entrega como esse, há o potencial para múltiplas administrações ao longo de um certo período, mais opções de medicamentos, melhor recuperação do paciente e menos tempo no hospital.” 

Embora os resultados sejam promissores, Muthana diz que ainda não estamos prontos para dar o salto para usar este dispositivo para melhorar o tratamento em humanos. Teremos que testar o tratamento em um animal maior com um cérebro de tamanho similar ao nosso. 

Mas para garantir que estaremos prontos quando chegarmos aos humanos, eles já mostraram que esse dispositivo magnético pode ser ampliado para o tamanho humano. 

Esses ímãs ampliados são fortes o suficiente para penetrar aproximadamente 10 centímetros no cérebro. Isso nos permitiria atingir até tumores muito profundos, enquanto a portabilidade do dispositivo daria aos pacientes alguma liberdade durante o tratamento. 

“Tivemos alguns pacientes com câncer cerebral para vir e experimentar alguns capacetes que abrigam esse ímã”, diz Muthana. “Fizemos com que eles fizessem uma xícara de chá para ver como seria, e pedimos a eles um feedback sobre o tipo de capacete que deveríamos fazer.” 

Embora possamos não vê-lo em ação no futuro próximo, a administração magnética de medicamentos tem o potencial de mudar a face do tratamento de tumores cerebrais. Mais pacientes poderiam ser poupados de cirurgias invasivas e receber um tratamento mais gentil e flexível. 

Jacó

• Leia mais sobre a Dra. Muthana e a pesquisa de seu grupo