As nanopartículas estão ao nosso redor e não tem como fugir delas. Elas são encontradas em alimentos processados, cosméticos e na medicina. De acordo com pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura essas minúsculas partículas podem ter efeitos colaterais prejudiciais embora tenham grande potencial e aplicações promissoras.
A nanomedicina para tratamento do câncer é projetada para matar células cancerígenas, mas pode acelerar a metástase (espalhamento do próprio câncer) através da formação de lacunas nas paredes endoteliais dos vasos sanguíneos.
A FIGURA 1 apresenta a estrutura geral de um vaso sanguíneo para melhor entendimento de como esses nanomateriais, tem a capacidade de atravessar o endotélio.
FIGURA 1: Adventícia: camada constituída por tecido conjuntivo, torna-se gradualmente contínua com o tecido conjuntivo do órgão pelo qual o vaso sanguíneo está passando. Média: formada principalmente por camadas concêntricas de células musculares lisas, interpostas entre as células musculares lisas. As células musculares lisas são as responsáveis pela produção destas moléculas da matriz extracelular. Túnica Íntima: é constituída por: (1) uma camada de células achatadas (células endoteliais), revestindo internamente o vaso; caracterizando o epitélio simples pavimentoso, chamado de endotélio; (2) um delicado estrato subendotelial constituído por tecido conjuntivo frouxo; (3) lâmina elástica interna, o qual é o componente mais interno da íntima, constituída principalmente de elastina, possui aberturas (fenestras que permitem a difusão de substancias para nutrir células situadas mais profundamente na parede do vaso. Devido a contração do vaso, esta membrana geralmente se apresenta em corte, com seu trajeto ondulado e sinuoso. O endotélio é a camada fina de tecido epitelial que reveste a parede interna de todos os vasos sanguíneos, desde o coração até os capilares.
O EXPERIMENTO
Em um modelo celular de câncer de mama, Leong et al. (2019) descobriram que nanopartículas largamente utilizadas usadas em nanomedicina como as nanoparticulas de ouro, de dióxido de titânio, de prata e de silício aumentam a distância entre as células dos vasos sanguíneos tornando mais fácil para as células cancerígenas, entrarem e saírem dos vasos sanguíneos.
Experimentalmente, a intravasamento in vivo foi avaliada com camundongos imunodeficientes fêmeas através da implantação do tumor na almofada de gordura mamária e introduzindo NPs de TiO2 por injeção na veia.
Na FIGURA 2 é representada a infiltração endotelial induzida por nanomateriais, onde as NPs (Nanopartículas) de TiO2 (dióxido de titânio) podem promover intravasamento e extravasamento in vivo de células de câncer de mama rompendo a barreira dos vasos sanguíneos.
Fig.2: Nanopartículas de dióxido de titânio (NP) promovem o intravasamento e o extravasamento in vivo de células de câncer de mama ao destruir a barreira dos vasos sanguíneos. Fonte: Peng, F. et al. (2019)
O fenômeno batizado por Peng et al. (2019) de “vazamento endotelial induzido por nanomateriais”, acelera o movimento das células cancerígenas do tumor primário e também faz com que as células cancerígenas circulantes escapem da circulação sanguínea. Isso resulta em um estabelecimento mais rápido de um tumor local e inicia novos locais secundários, anteriormente não acessíveis às células cancerígenas.
A FIGURA 3 apresenta este rompimento da integridade da barreira celular. Quando as células dos vasos sanguíneos são tratadas com uma exposição a nanopartículas de dióxido de titânio por 30 minutos, as lacunas entre as células começam a se formar. Essas lacunas podem possibilitar que células cancerígenas migrem para fora do tumor primário ou da circulação sanguínea.
Fig. 3: Nanopartículas de dióxido de titânio (NPs TiO2) interrompeu a integridade da barreira celular endotelial. Células dos vasos sanguíneos intactas (esquerda) e lacunas formadas entre as células (direita) após tratamento. Fonte: Peng, F. et al. (2019)
E QUAIS AS CONSEQUENCIAS DISSO?
Leong (2019) explicou que, com base nas descobertas deste estudo, para paciente com câncer, a exposição a longo prazo a nanopartículas através de produtos cotidianos ou poluentes ambientais pode acelerar a progressão do câncer. As interações entre nanomateriais e os sistemas biológicos no corpo precisam ser levados em consideração durante o projeto e o desenvolvimento da nanomedicamentos para o câncer.
Do mesmo modo, é crucial garantir que o nanomaterial que carrega o medicamento anticancerígeno não acelere involuntariamente a progressão do tumor.
À medida que surgem novos avanços na nanomedicina, é preciso entender porquê tais nanomateriais desencadeiem resultados inesperados.
Para informações complementares acesse:
Peng, F. et al. (2019) Nanoparticles promote in vivo breast cancer cell intravasation and extravasation by inducing endothelial leakiness. Nature Nanotechnology. https://doi.org/10.1038/s41565-018-0356-z.
Por: Monique Ferreira Leal, aluna do curso de extensão UFRJ ” Introdução à Nanotecnologia Aplicada a Medicamentos e cosméticos, Ed2″
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