A metástase pulmonar representa um desafio no campo do tratamento do câncer, pois a quimioterapia convencional pode falhar devido ao direcionamento limitado e ao baixo acúmulo de medicamento nos pulmões. Atualmente, não há tratamento específico adaptado para metástase pulmonar. Entretanto, recentemente a nanotecnologia e os microrrobôs biohíbridos surgiram como uma abordagem promissora para melhorar os resultados terapêuticos de malignidades metastáticas avançadas.
De acordo com pesquisadores da Universidade da Califórnia (UCLA), nos Estados Unidos, a administração ativa baseada em nanotecnologia e os microrrobôs exibem capacidades interessantes se comparados aos sistemas tradicionais de administração de medicamentos. Entre os exemplos estão como transportar cargas terapêuticas para locais alvo, penetrar no tecido para retenção aprimorada, posicionar-se seletivamente no trato gastrointestinal e acumular e penetrar tumores.
Dentro do contexto, os microrrobôs biohíbridos obtidos pela funcionalização de microrganismos unicelulares, como algas e bactérias, demonstraram uma promessa considerável como biomotores móveis em várias aplicações biomédicas. “Notavelmente, os microrrobôs baseados em algas oferecem benefícios notáveis para o tratamento de doenças pulmonares”, explicam os pesquisadores do Departamento de Nanoengenharia e Programa de Engenharia Química da UCLA. Dentre os benefícios estão a rápida dispersão e distribuição pelos pulmões, retenção prolongada, administração ativa de medicamentos e liberação controlada de medicamentos.
O grupo realizou um estudo com microrrobôs usando algas móveis para a entrega localizada de nanopartículas carregadas de fármacos na metástase pulmonar. O microrrobô biohíbrido, denominado ‘algas-NP(DOX)-robô’, combina microalgas verdes com nanopartículas revestidas de membrana de glóbulos vermelhos contendo doxorrubicina – um fármaco quimioterápico representativo. As microalgas fornecem propulsão autônoma nos pulmões, alavancando a liberação controlada do fármaco e a dispersão aprimorada do remédio para exercer efeitos antimetastáticos.
O experimento
As nanopartículas carregadas com fármaco anticâncer revestidas com membrana celular sintética foram ligadas à superfície da microalga. Após a administração intratraqueal, o fármaco transportado pelos microrrobôs biohíbridos foi localizado dentro dos pulmões, o que minimizou os efeitos colaterais em outros órgãos. Comparados com fármaco livre e nanopartículas carregadas com fármaco, os microrrobôs biohíbridos exibiram maior acúmulo de tecido e retenção prolongada nos pulmões profundos.
A retenção prolongada do fármaco pode ser atribuída à capacidade única de movimento das microalgas, que permite que evitem a fagocitose por macrófagos alveolares. Usando um modelo de metástase pulmonar, a pesquisa demonstrou a eficácia da formulação de microrrobô biohíbrido na administração de DOX a tecidos pulmonares doentes. Em resumo, a técnica melhorou significativamente os resultados terapêuticos ao reduzir a carga de metástase pulmonar e estender o tempo médio de sobrevida.
“Embora nossos dados sugiram que o movimento robótico contribui para a retenção aprimorada do fármaco e eficácia antitumoral, será necessário aprofundar-se em fatores adicionais”, enfatizam os autores. Esses fatores envolvem bioadesão, efeitos de tamanho e taxa de depuração para entender melhor a mecânica precisa da penetração pulmonar profunda robótica em estudos futuros.
No geral, a combinação de microalgas vivas móveis e nanopartículas carregadas com fármaco revestidas de membrana celular apresenta uma abordagem poderosa para a administração pulmonar de fármacos. Além disso, estabelece a base para microrrobôs biohíbridos projetados na terapia de metástase pulmonar. O estudo ‘Biohybrid microrobots locally and actively deliver drug-loaded nanoparticles to inhibit the progression of lung metastasis’ foi publicado em junho de 2024 no periódico Science Advances.
