Pesquisadores do Japão Superior Institute of Science and Know-how (JAIST) desenvolveram nanopartículas magnéticas Isso pode ser direcionado aos tumores usando um ímã e depois aquecido com um laser para destruir células cancerígenas. Essa abordagem direcionada foi demonstrada para remover completamente os tumores em modelos de camundongos, oferecendo uma alternativa mais precisa e menos prejudicial aos tratamentos tradicionais.
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Os tratamentos tradicionais do câncer, como radiação, quimioterapia e cirurgia, geralmente prejudicam células saudáveis, levando a efeitos colaterais significativos. Como resultado, novos métodos estão sendo desenvolvidos para atingir as células cancerígenas com mais precisão, minimizando os danos aos tecidos circundantes.
Na Jaist, o professor Eijiro Miyako e seu grupo de pesquisa estão liderando o desenvolvimento desses tratamentos avançados contra o câncer. Anteriormente, a equipe criou bactérias direcionadas ao tumor que estimulam o sistema imunológico a atacar células cancerígenas.
A nova abordagem depende da terapia fototérmica, que usa fototérmica nanopartículas– Particles que absorvem a luz e a convertem em calor – para destruir seletivamente as células cancerígenas. Quando expostos à luz do laser do infravermelho próximo (NIR), as nanopartículas geram calor que destrói o tumor.
Para este estudo, a equipe utilizou nanohornos de carbono biocompatíveis (CNHs) como agentes fototérmicos. Os CNHs são nanoestruturas esféricas à base de grafeno que foram utilizadas anteriormente em bioimagem e administração de medicamentos. No entanto, um desafio importante é garantir que as nanopartículas se acumulem com eficiência nos locais tumorais.
A equipe abordou esse problema revestindo o CNHS com líquido magnético 1-butil-3-metilimidazólio tetracloroferrato ((BMIM) (FECL4)). Isso adicionou propriedades magnéticas e capacidades anticâncer, permitindo que as nanopartículas sejam direcionadas ao tumor usando um ímã externo.
Para melhorar a solubilidade e dispersibilidade da água das partículas no corpo, os pesquisadores aplicaram um revestimento de polietileno glicol, como (BMIM) (FECL4) é hidrofóbico e os CNHs são inerentemente insolúveis em água. Para monitorar as nanopartículas em tempo actual, elas também incorporaram o verde indocianina, um corante fluorescente, para servir como rastreador visible.
A abordagem inovadora deste estudo para o projeto de nanocomplex nos permite aplicar líquidos iônicos magnéticos ao tratamento do câncer pela primeira vez. Isso representa um avanço significativo, oferecendo uma nova avenida para teranósticos do câncer.
Eijiro Miyako, Professor do Japão Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia (JAIST)
As nanopartículas, medindo apenas 120 nm de tamanho, foram suficientes para matar células cancerígenas e demonstraram uma eficiência de conversão fototérmica de 63 %, que é maior do que muitos agentes fototérmicos tradicionais. Quando aplicado às células do carcinoma do cólon derivadas de camundongo (colon26) em testes de laboratório, as nanopartículas induziram com sucesso a morte celular após cinco minutos de exposição a um laser NIR de 808 nm fixado em 0,7 W (aproximadamente 35,6 mm mm-2). Os pesquisadores usaram um ímã para direcionar as nanopartículas para o native do tumor depois de injetar -as em ratos com tumores de colon26.
Uma vez que as nanopartículas se acumularam no tumor, elas aqueceram os tumores a 56 ° C, uma temperatura alta o suficiente para matar células cancerígenas. Os resultados foram promissores: após seis tratamentos a laser, os ratos que receberam nanopartículas guiadas por ímãs tiveram seus tumores completamente erradicados, sem recorrência nos 20 dias seguintes. Por outro lado, quando as nanopartículas não foram guiadas por ímãs, os tumores se recuperaram após o tratamento do laser ser interrompido, sugerindo que nanopartículas insuficientes se acumularam para destruir efetivamente as células cancerígenas.
Este novo tratamento combina três mecanismos poderosos: orientação magnética, o efeito quimioterapêutico que direciona o tumor do líquido iônico e a destruição baseada no calor das células cancerígenas. Em comparação, as terapias convencionais que normalmente dependem de um único modo de ação são menos eficazes. O estudo também sugere o potencial de novas estratégias terapêuticas, demonstrando o uso de líquidos iônicos magnéticos no tratamento do câncer.
Essa nanoplataforma simples, porém altamente eficaz, que aproveita vários mecanismos de matança de tumores, tem potencial significativo para futuras aplicações clínicas no diagnóstico e tratamento do câncer. No entanto, mais testes de segurança e o desenvolvimento de um sistema endoscópico eficiente de laser serão necessários para o tratamento de tumores mais profundos.
Eijiro Miyako, Professor do Japão Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia (JAIST)
Referência do diário:
Qi, Y. e Miyako, E., (2025) Complexos de nanohorn de carbono líquido magnético multifuncionais para teranósticos de câncer direcionados. Pequena ciência. doi.org/10.1002/smsc.202400640