Nanodrones aproveitam assassinos naturais para atacar e destruir o câncer

NA, 02/01/2024

Por Paul McClure 

Os pesquisadores fizeram um grande avanço no tratamento do câncer, aproveitando as habilidades destruidoras de doenças das células assassinas naturais do corpo. Seus novos nanodrones têm como alvo seletivo um tumor, permitindo que as células assassinas façam o que fazem de melhor: suprimir o crescimento do câncer. A descoberta abre a porta para o desenvolvimento de imunoterapias específicas para tumores para cânceres difíceis de tratar.

As células natural killer (NK) são glóbulos brancos que destroem células infectadas e doentes, incluindo células cancerígenas, limitando ou impedindo a sua propagação. Como o próprio nome sugere, eles “nasceram para matar”, capazes de destruir ameaças potenciais sem exposição prévia a um patógeno específico. Agora, pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST), na Coreia do Sul, aproveitaram o poder das células NK, projetando e criando nanodrones que envolvem as células e as direcionam para atingir e destruir o câncer.

As células NK podem matar diretamente as células cancerosas, liberando grânulos citotóxicos (destruidores de células) e citocinas que recrutam outras células do sistema imunológico para o local do tumor, aumentando a resposta imunológica contra as células cancerígenas. Devido a essas habilidades, as imunoterapias baseadas em células NK têm sido estudadas há uma década, incluindo o uso de acopladores de células NK.

Os engajadores de células NK são proteínas projetadas para se ligarem seletivamente às células NK e às células cancerígenas alvo, colocando-as próximas e promovendo a destruição de células cancerígenas mediada por NK. No estudo atual, os pesquisadores criaram uma 'gaiola de proteína' em nanoescala isolada da bactéria Aquifex aeolicus (AaLS), como uma plataforma para a entrega direcionada de nanodrones de envolvimento de células NK (NKeNDs), que envolvem e ativam células NK e posteriormente as entregam a células cancerígenas específicas para matar. A gaiola AaLS foi fundida com o sistema de ligação de proteínas SpyTag (ST) para permitir que a nanoplataforma exiba vários ligantes em um único nanodrone.

Um esquema de como o novo nanodrone (NKeND) recruta células natural killer (NK) para atacar células cancerígenas

Para garantir que as células NK fossem entregues às células cancerosas, os pesquisadores anexaram um nanocorpo direcionado a CD16 e aficorpos de ligação a HER2 ou EGFR, em ligantes específicos de células NK e específicos de células cancerígenas, respectivamente, à superfície de sua nanoplataforma AaLS-ST. Vamos analisar isso: o receptor CD16 nas células NK as torna mediadoras eficazes da citotoxicidade celular dependente de anticorpos. Affibodies (Afb) são miméticos de anticorpos, ligantes de proteínas projetados para se ligarem a proteínas alvo; neste caso, HER2 (fator de crescimento epidérmico humano 2, uma proteína que promove o crescimento de células cancerígenas) e EGFR (receptor do fator de crescimento epidérmico), uma proteína nas células que as ajuda a crescer, mas quando o gene que o produz sofre mutação, as células pode crescer muito e causar câncer.

Os pesquisadores testaram seus NKeNDs em células SK-OV-3, uma linhagem celular de câncer de ovário com superexpressão de HER2, e células MDA-MB-468, uma linhagem celular de câncer de mama com superexpressão de EGFR. Os NKeNDs, que foram marcados com um corante fluorescente, ligaram-se às células cancerígenas alvo correspondentes e às células NK humanas. As células NK foram ativadas na presença de células cancerígenas alvo.

Em seguida, avaliaram a citotoxicidade dos NKeNDs ajustando a proporção de células NK para células cancerígenas (proporção N:C). Verificou-se que a extensão da citotoxicidade mediada por células NK contra células cancerígenas alvo depende não apenas do número de células NK, mas também das concentrações de ambos os NKeNDs, os que apresentam HER2 (HER2 @NKeND) e os que apresentam EGFR (EFGR@ NKeND). As células normais não-alvo não apresentaram citotoxicidade mediada por células NK, independentemente do número de células NK aplicadas. Os pesquisadores dizem que essas descobertas implicam que a toxicidade mediada por células NK é atribuída principalmente à interação direta entre as células NK, e as células cancerígenas alvo mediadas por NKeNDs.

Camundongos portadores de tumor SK-OV-3 receberam injeções intravenosas de HER2@NKeND junto com células mononucleares do sangue periférico humano (PBMCs), que são quaisquer células sanguíneas com núcleo redondo, incluindo células NK. Os pesquisadores descobriram que, embora a administração de HER2@NKeND por si só não suprimisse o crescimento do tumor, a coadministração de PBMCs e HER2@NKeND o fez, sugerindo que a presença de PBMCs era essencial para uma supressão eficaz. Quando analisaram os animais histologicamente, os pesquisadores descobriram que a combinação induziu morte celular específica dentro do tumor alvo, levando a uma supressão significativa sem danos fora do alvo aos principais órgãos. Além disso, observou-se que um número significativo de células NK se infiltrou nos locais do tumor.

PBMC mais HER2@NKeND (2) produziram uma redução significativa no tamanho do tumor em comparação com outros tratamentos

Quando as células NK foram extraídas de PBMCs e injetadas juntamente com HER2@NKeND, o crescimento do tumor foi grandemente suprimido e o número de leucócitos humanos infiltrados no tumor (glóbulos brancos) e células NK aumentou substancialmente. No entanto, a sua capacidade de supressão de tumores foi relativamente menor do que quando foram utilizadas PBMC humanas inteiras. Os pesquisadores atribuem isso à ausência de outras células do sistema imunológico, como as células T, e de substâncias suplementares que apoiam a atividade citotóxica das células NK.

“HER2@NKeND recruta especificamente células NK para os locais do tumor, levando à supressão do crescimento do tumor”, disseram os pesquisadores. “A eficácia da supressão tumoral por HER2@NKeND depende da presença e infiltração de células NK humanas, que subsequentemente induzem a infiltração adicional de células T humanas. A interação entre essas células T e as células NK pode contribuir para a supressão eficiente do crescimento tumoral, e mais estudos são necessários para elucidar os mecanismos subjacentes com mais detalhes”.

Os pesquisadores dizem que seu estudo abre portas para o desenvolvimento de novos tratamentos específicos para o câncer.

“Os recém-desenvolvidos NKeNDs direcionados ao câncer (HER2@NKeND e EGFR@NKeND) têm potencial como imunoterápicos eficazes contra o câncer baseados em proteínas para o tratamento seletivo de tumores alvo”, disseram eles. “Nossa estratégia tem potencial para ser estendida para tratar vários tipos de câncer, simplesmente trocando os ligantes de direcionamento ao câncer e de recrutamento de células imunológicas, oferecendo assim novas oportunidades para o avanço dos engajadores de células NK recombinantes.”

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Fonte:https://newatlas.com/medical/natural-killer-cell-nanodrones-target-cancer/