Esponjas minúsculas na corrente sanguínea podem reduzir os efeitos colaterais do tratamento do câncer

Cientistas desenvolveram esponjas que poderiam reduzir drasticamente os efeitos colaterais negativos induzidos pela quimioterapia contra cânceres letais.

Ao inserir as minúsculas esponjas na corrente sanguínea, os dispositivos podem ajudar a evitar os efeitos colaterais perigosos dos agentes quimioterápicos absorvendo o excesso de substâncias químicas. Os médicos também esperam que as esponjas lhes permitam administrar doses mais altas, a fim de derrubar tumores, como o câncer de fígado, que não respondem a tratamentos mais benignos.

A “esponja de drogas” é um polímero absorvente que reveste um cilindro que é impresso em 3D para se encaixar precisamente em uma veia que transporta o sangue que sai do órgão-alvo, o fígado no câncer de fígado, por exemplo. Lá, absorveria qualquer droga não absorvida pelo tumor, impedindo-o de atingir e potencialmente envenenando outros órgãos.

Testes iniciais

De acordo com os estudos, nos testes iniciais, o absorvedor de drogas revestido com polímero absorveu, em média, 64% de uma droga contra o câncer do fígado – o agente quimioterápico doxorrubicina – injetada a montante.

Nitash Balsara, professor de engenharia química e biomolecular da Universidade. da Califórnia, Berkeley, declarou: “Cirurgiões serpenteiam um fio na corrente sanguínea e colocam a esponja como um stent, e simplesmente deixam-na durante o período de quimioterapia, talvez algumas horas”.

Dispositivo temporário

“Como é um dispositivo temporário, há um nível mais baixo em termos de aprovação pelo FDA”, disse Steven Hetts, radiologista intervencionista da UC San Francisco, que procurou Balsara pela primeira vez em busca de uma maneira de remover drogas da corrente sanguínea. 

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“Eu acho que esse tipo de quimiofiltro é um dos caminhos mais curtos para os pacientes”.

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A maioria das drogas anticâncer é venenosa, então os médicos seguem uma linha delicada ao administrar a quimioterapia. Uma dose deve ser suficiente para matar ou parar o crescimento de células cancerígenas, mas não alta o suficiente para danificar irreparavelmente os outros órgãos do paciente. Mesmo assim, a quimioterapia é tipicamente acompanhada por grandes efeitos colaterais, incluindo náuseas, vômitos, diarreia e supressão do sistema imunológico, sem mencionar a perda de cabelo e úlceras.

“Estamos desenvolvendo isso em torno do câncer de fígado porque é uma grande ameaça à saúde pública há dezenas de milhares de novos casos a cada ano. Já tratamos o câncer de fígado usando quimioterapia intra-arterial”, disse Hetts. “Mas se você pensar sobre isso, você pode usar esse tipo de abordagem para qualquer tumor ou qualquer doença que esteja confinada a um órgão, e você quer absorver a droga no lado venoso antes que ela possa se distribuir e causar efeitos colaterais em outras partes do corpo. corpo. Por fim, gostaríamos de usar essa tecnologia em outros órgãos para tratar tumores renais e tumores cerebrais ”, apontou. 

Os resultados do estudo foram publicados no início desta semana na revista ACS Central Science, uma publicação de acesso aberto da American Chemical Society.

Hetts, o chefe da neurorradiologia intervencionista nos hospitais da UCSF Mission Bay, trata tumores do olho e do cérebro enfiando cateteres na corrente sanguínea para entregar os medicamentos quimioterápicos diretamente ao local do tumor. Isso fornece a dose máxima para o tumor e a menor dose para o resto do corpo, minimizando os efeitos colaterais. É uma grande melhora em injetar drogas quimioterápicas diretamente na corrente sanguínea, o que permite que as drogas atinjam e envenenem cada parte do corpo e joguem no tumor sucumbindo diante do paciente. No entanto, normalmente mais da metade da dose injetada no corpo escapa do órgão alvo.

Vários anos atrás, ele começou a pensar em uma grande melhoria: filtrar o sangue que sai do órgão para remover o excesso de quimioterapia, de modo que muito menos do medicamento chegue ao corpo como um todo.

Balsara, um engenheiro químico especializado em polímeros iônicos para baterias e células de combustível, é uma das pessoas que a Hetts se aproximou para encontrar um absorvedor adequado para colocar na corrente sanguínea.

“Um absorvedor é um conceito padrão de engenharia química”, disse Balsara. “Absorvedores são usados ​​na refinação de petróleo para remover produtos químicos indesejados, como o enxofre. Literalmente, tiramos o conceito do refino de petróleo e aplicamos na quimioterapia ”.

Esse polímero levou a equipe de Balsara a uma versão comercial do polímero absorvente que era mais fácil de obter em grandes quantidades. O grupo, então, passou mais de um ano aperfeiçoando uma maneira de aderir o polímero a um cilindro impresso em 3D com suportes entrecruzados que poderiam ser colocados dentro da veia de uma pessoa.

“Encaixar o cilindro na veia é importante; se o ajuste for ruim, o sangue com a droga dissolvida passará pelo cilindro sem interagir com o absorvente ”, disse Balsara.

“Este é um primeiro nível validação in vivo que sim, este dispositivo irá vincular a droga na corrente sanguínea”, acrescentou. “Mas testes extensivos em animais não são o próximo caminho; o próximo caminho é obter a aprovação condicional da FDA para fazer estudos em humanos, porque é muito mais realista testá-los em pessoas que têm câncer, em vez de continuar testando em porcos jovens que têm fígados saudáveis ​​”.

Hetts diz que a técnica é superior a outro tratamento de câncer de fígado que está sendo testado, o que requer cirurgia endovascular para bloquear completamente os resultados do fígado com balões e desviar o fluxo de sangue para uma máquina de diálise externa, onde a droga é removida e o sangue voltou para o corpo.

Tratamentos mais delicados

“Há muita oportunidade de desenvolver dispositivos menos invasivos que liguem a droga de maneira mais suave”, disse ele.

Esponjas podem ser aplicadas em muitos tipos de tumores e drogas quimioterápicas, disse Hetts, e poderiam ser usadas para absorver outras drogas perigosas, como antibióticos de alta potência que são tóxicos para os rins, mas que precisam matar um agente patogênico. “Achamos que este é um conceito geralmente aplicável”, completou Steven Hetts.

O trabalho foi apoiado por uma bolsa do National Institutes of Health. Outros co-autores são Mariam Aboian, Mark Wilson, Terilyn Moore e Colin Yee da UCSF; Michael Yi, Jacqueline Maslyn e Whitney Loo da UC Berkeley; Xi Jiang e Dilworth Parkinson, do Berkeley Lab; e DeSimone, Gregory Robbins e Florian Barth de Carbon.

Com informações:  UC Berkeley / ACS Central Science / GNN / News Berkeley