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Novo sistema permite resposta rápida a infartos e limita dano cardíaco

Uso de nanotecnologia pode ajudar a tratar vasos sanguíneos que são pequenos demais para uso de cateter

Wikimedia Commons

Um novo sistema de administração de medicamentos permite uma resposta rápida a ataques cardíacos sem necessitar de intervenção cirúrgica. Em testes laboratoriais e em animais, o sistema, desenvolvido por pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte (NC) e da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill (UNC), mostrou-se eficaz na dissolução de coágulos, limitando a cicatrização de longo prazo ao tecido cardíaco e preservando a função normal do coração.

"Nossa abordagem pode permitir aos profissionais de saúde começarem a tratar os ataques cardíacos antes dos pacientes chegarem a um centro cirúrgico, levando-os a ter melhores resultados", diz Ashley Brown, professora assistente do Programa Conjunto de Engenharia Biomédica. (BME) na NC e na UNC que escreveu um artigo sobre a pesquisa. "Como conseguimos encontrar o local que está bloqueado, é possível utilizar drogas poderosas diretamente neles. Esses fármacos poderiam representar ameaças a outras partes do corpo; o direcionamento reduz o risco de danos não intencionais."

Ataques cardíacos, ou infartos do miocárdio, ocorrem quando um coágulo bloqueia um vaso sanguíneo no coração. A fim de tratar ataques cardíacos, os médicos muitas vezes realizam uma cirurgia para introduzir um cateter no vaso sanguíneo, fazendo com que ele se rompa ou remova o coágulo. Contudo, nem todos os pacientes têm acesso rápido aos cuidados cirúrgicos.

Mais anomalias podem ocorrer, mesmo após o local bloqueado ter sido desobstruído. Isso ocorre porque o retorno de sangue fresco aos tecidos que foram bloqueados pode causar males, as chamadas de lesões de reperfusão. A lesão de reperfusão pode causar cicatrização, endurecimento do tecido cardíaco e limitação da funcionalidade normal do coração.

Para resolver esses problemas, os pesquisadores desenvolveram uma solução que se baseia em esferas de nanogel poroso, com cerca de 250 nanômetros de diâmetro. Ela têm como alvo coágulos e distribui um coquetel de duas drogas: tPA e Y-27632.

Um coágulo pode ser composto por várias substâncias, como plaquetas ou placas arteriais, mas todos contêm uma substância chamada fibrina. Assim, para desobstruir os locais bloqueados, cada nanogel é revestido de proteínas que se ligam especificamente à fibrina. Em outras palavras, quando os nanogéis atingem o coágulo, eles se prendem.

O tPA e o Y-27632 são colocados dentro da nanoesfera, com o tPA formando uma concha que circunda o Y-27632. Dessa forma, o tPA vaza primeiro no local do coágulo fazendo seu trabalho - que é decompor a fibrina e dissolver o coágulo.

Após o tPA ser liberado, o Y-27632 escapa do nanogel. Enquanto o tPA visa o coágulo em si, o Y-27632 pretende diminuir as possibilidades de danos causados pela lesão de reperfusão. Isso é feito diminuindo a rigidez das células na área, o que contribui para a cicatrização. Essas células passam a conservar a plasticidade, melhorando sua capacidade de funcionar normalmente e preservando a função cardíaca.

Em testes in vitro, os pesquisadores descobriram que o coquetel que possuía as substâncias tPA / Y-27632 dissolveu os coágulos em questão de minutos. Embora a técnica precise ser testada mais vezes,  ela é mais rápida do que intervenções cirúrgicas, que requerem tempo de preparo do paciente e a colocação de um cateter no local

Em experiências com camundongos de laboratório, os pesquisadores também descobriram que essa técnica deixava menos cicatrizes e preservava a função cardíaca após o infarto de forma mais eficiente do que utilizando o tPA ou Y-27632 sozinhos - e muito melhor do que o grupo controle de animais que não receberam nenhuma das drogas.

Especificamente, os animais que receberam o coquetel, apresentaram uma fração de ejeção do ventrículo esquerdo, usada para medir a funcionalidade do coração, de cerca de 67% quatro semanas após o ataque cardíaco - o que é saudável. Os animais que receberam apenas o tPA tiveram 57% de ejeção, o limite do que é considerado normal. Enquanto isso, o grupo de controle e o que se utilizou apenas do Y-27632 estavam nos faixa dos 40%. Da mesma forma, os animais que receberam o coquetel tiveram tecido de cicatriz em menos de 5% da área afetada. Os que utilizaram apenas o tPA ou o Y-27632 tinham 7% desse tecido na área.O grupo controle teve mais de 10% de tecido de cicatriz.

Além disso, os pesquisadores descobriram que os nanogéis direcionados foram encontrados em poucos tecidos que não o desejado - como pulmões e fígado - principalmente quando comparados ao uso de nanogéis sem direcionamento.

"Esse é um dado essencial em nossas descobertas, porque o tPA e o Y-27632 podem representar riscos se começarem a agir em partes do corpo que não a esperada", diz Brown. "Por exemplo, o tPA pode causar sangramento e o Y-27632 pode afetar tecidos em que seu funcionamento normal depende da contração celular.”

Outro benefício dos nanogéis direcionados é que, devido ao seu pequeno tamanho, eles podem invadir até mesmo os vasos sanguíneos que são pequenos demais para serem colocados cateteres.

Os pesquisadores observam que este é um estudo pré-clínico. Os próximos passos da pesquisa incluem a avaliação adicional da segurança dos nanogéis e testes em animais maiores.

"Embora ainda estejamos nos estágios iniciais de desenvolvimento desta tecnologia, sabemos que é importante reconhecer os problemas relacionados ao custo", diz Brown. "Dada a complexidade do sistema de disposição das drogas, o preço deverá ser parecido ou ligeiramente mais caro do que a terapia com proteínas recombinantes que atualmente em uso clínico - como a terapia com o tPA sozinho. No entanto, como as drogas são direcionadas, as doses provavelmente serão menores. Isso deve ajudar a manter os custos comparáveis aos medicamentos existentes no mercado."

Universidade Estadual da Carolina do Norte

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