Aviso: Esta página é uma tradução automática da página original em inglês. Por favor note uma vez que as traduções são geradas por máquinas, não tradução tudo será perfeita. Este site e suas páginas da Web destinam-se a ler em inglês. Qualquer tradução deste site e suas páginas da Web pode ser imprecisas e imprecisos no todo ou em parte. Esta tradução é fornecida como uma conveniência.

Usando o ultra-som e nanoparticles RNA-carregados para entregar a medicina poderoso aos tumores cerebrais

as drogas RNA-baseadas têm o potencial mudar o padrão de cuidado para muitas doenças, fazendo a medicina personalizada uma realidade. Esta classe ràpida de expansão de terapêutica é eficaz na redução de custos, razoavelmente fácil fabricar, e capaz de ir de onde nenhuma droga foi antes, alcançando caminhos previamente undruggable.

Na maior parte.

Até agora, estas drogas prometedoras não foram muito úteis em conseguir completamente ao cérebro bem-protegido tratar tumores ou outras doenças.

Agora uma equipe multi-institucional dos pesquisadores, conduzida por Costas Arvanitis no Instituto de Tecnologia de Geórgia e na universidade de Emory, figurou para fora uma maneira: usando o ultra-som e nanoparticles RNA-carregados para obter através da barreira protectora do sangue-cérebro e para entregar a medicina poderoso aos tumores cerebrais.

Nós podemos fazer esta droga mais disponível ao cérebro e nós estamos vendo um aumento substancial na morte celular do tumor, que é enorme.”

Costas Arvanitis, professor adjunto no Wallace H, departamento da relha da engenharia biomedicável (BME) e escola da aspérula de George W. da tecnologia de Geórgia da engenharia mecânica (ME).

Arvanitis, cujos os colaboradores incluem pesquisadores e clínicos da Faculdade de Medicina e da universidade de Emory da faculdade de Cincinnati da medicina, é o autor correspondente de um papel novo publicado nos avanços da ciência do jornal que descreva a revelação da equipe de uma próxima geração, sistema de entrega ajustável para a terapia RNA-baseada nos tumores cerebrais.

“Nossos resultados eram muito positivos, mas se você me pensa são entusiasmado, você não falou aos oncologistas - são 10 vezes tão entusiasmado,” Arvanitis disse.

As raizes deste projecto forem para trás a quando ele e o autor principal do papel, MIM estudante licenciado Yutong Guo, colhido a tecnologia de Geórgia em agosto de 2016.

“Desde o início, eu estava muito interessado na aplicação do ultrasonics em tratar a doença de cérebro,” disse Arvanitis, que ligou acima com o médico Tobey MacDonald de Emory, director do programa pediatra da Neuro-Oncologia no cancro de Aflac e as desordens de sangue centram-se, e um dos co-autores do papel. “Nossa pergunta principal éramos, podemos nós usar o ultra-som para entregar drogas aos tumores? Porque aquele é um principal desafie.”

As drogas do RNA têm duas fraquezas principais: tempo limitado da circulação e tomada limitada por pilhas. Para superar estes desafios, as drogas são empacotadas nos nanocarriers robustos, tipicamente 100 nanômetro em tamanho, para melhorar sua disponibilidade biológica. Ainda, estes nanocarriers foram tipicamente demasiado grandes penetrar a barreira do sangue-cérebro, as pilhas endothelial apertado-conectadas e selectivas cercando vasos sanguíneos no cérebro, até aqui uma porta fechado às drogas do RNA.

Mas agora, Arvanitis e seus colegas descobriram uma maneira segura de obter com segurança a droga transversalmente.

Usando modelos do rato, a equipe distribuiu uma versão alterada do ultra-som, a técnica de imagem lactente diagnóstica que usa ondas sadias para criar dentro imagens de estruturas de corpo internas, tais como os tendões, os vasos sanguíneos, os órgãos e, no caso das mulheres gravidas, os bebês - utero. Os pesquisadores combinaram esta tecnologia com as microbolhas -- bolsos de gás minúsculos na circulação sanguínea, projetada como agentes vasculares do contraste para a imagem lactente -- quais vibram em resposta às ondas do ultra-som, mudando a permeabilidade de vasos sanguíneos.

“Os feixes múltiplos de focalização da energia do ultra-som em um ponto cancerígeno fizeram com que as vibrações das microbolhas esticassem realmente, para puxar, ou para cortar as junções apertadas do tecido endothelial que compo a barreira do sangue-cérebro, criando uma abertura para que as drogas obtenham completamente,” Guo disse.

É uma técnica que os pesquisadores biomedicáveis do ultra-som têm refinado para mais do que uma década, e os ensaios clínicos recentes demonstraram sua segurança. Mas não houve muita evidência para a entrega selectiva e eficaz dos nanoparticles e das suas cargas úteis directamente em pilhas do tumor cerebral. Mas mesmo quando as drogas carregadas sangue sucedem em penetrar a barreira do sangue-cérebro, se elas não são pegadas pela célula cancerosa, o trabalho não está completo.

Arvanitis e sua equipe empacotaram o siRNA, uma droga que pudesse obstruir a expressão dos genes que conduzem o crescimento do tumor, em nanoparticles híbridos do lipido-polímero, e combinaram aquele com a técnica focalizada do ultra-som em modelos pré-clínicos pediatras e adultos do cancro cerebral. Usando a análise de imagem da único-pilha, demonstraram mais do que 10 vezes uma melhoria na entrega da droga, reduzindo a produção prejudicial da proteína e aumentando a morte celular do tumor em modelos pré-clínicos do medulloblastoma, o tumor cerebral maligno o mais comum nas crianças.

“Isto é completamente ajustável,” Arvanitis disse. “Nós podemos ajustar a pressão do ultra-som alcançar um nível desejado de vibração e pela entrega da droga da extensão. É não invasora, porque nós estamos aplicando o som fora do cérebro, e é localizado muito, porque nós podemos focalizar o ultra-som a uma região muito pequena do cérebro.”

Os tratamentos padrão actuais para tumores cerebrais vêm com efeitos secundários potencial terríveis, Arvanitis disseram, “contudo, esta tecnologia podem fornecer o tratamento os efeitos secundários mínimos, que é muito emocionante. Agora nós estamos movendo-nos para a frente para tentar e identificar que componentes faltam traduzir esta tecnologia à clínica.”

Source:
Journal reference:

Guo, Y., et al. (2021) Single-cell analysis reveals effective siRNA delivery in brain tumors with microbubble-enhanced ultrasound and cationic nanoparticles. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.abf7390.