Exames de sangue para ver se o tratamento do câncer está funcionando

Um pesquisador segura um lab-on-a-chip

Os pesquisadores criaram um novo exame de sangue que pode dizer aos médicos se o tratamento contra o câncer de seus pacientes está funcionando, dentro de um dia após o início do tratamento.

Isso irá acelerar significativamente o processo de avaliação e permitir que os médicos façam ajustes no plano de tratamento, se necessário, para melhorar as chances de recuperação dos pacientes.

Ao contrário das quimioterapias convencionais que interferem com todas as células que se dividem rapidamente e podem causar danos generalizados às células, os medicamentos direcionados atacam moléculas específicas que instruem as células cancerosas a crescer e se espalhar e, por sua vez, bloqueiam o crescimento anormal do câncer. Apesar da natureza específica dos medicamentos direcionados, a avaliação clínica atual de seu tratamento em tumores sólidos baseia-se principalmente na imagem volumétrica do tumor, que é insensível e tardia, ou em biópsias de tecido invasivas.

Shao Huilin e sua equipe de pesquisa do departamento de engenharia biomédica e do Instituto de Inovação e Tecnologia em Saúde (iHealthtech) da Universidade Nacional de Cingapura (NUS) desenvolveram uma tecnologia que é precisa, menos invasiva e aumenta significativamente a janela de avaliação, por usando biópsias líquidas.

A técnica, chamada de monitoramento de vesículas extracelulares da ocupação química e expressão de proteínas de pequenas moléculas (ExoSCOPE), é a primeira desse tipo no mundo. Tira vantagem de vesículas extracelulares (EVs) secretados por células cancerosas e circulando no sangue como um indicador reflexivo da eficácia da droga em tumores sólidos.


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“Procedimentos convencionais como imagem do tumor não são apenas caros, mas também atrasados. Para esses métodos, a eficácia do tratamento só pode ser determinada após semanas. Usando o ExoSCOPE, podemos medir diretamente os resultados da eficácia do medicamento dentro de 24 horas do início do tratamento. Isso reduzirá significativamente o tempo e o custo do monitoramento do tratamento do câncer ”, diz Shao.

“Este método requer apenas uma pequena quantidade de amostra de sangue para a análise e cada teste leva menos de uma hora para ser concluído. Portanto, é menos invasivo e ainda mais informativo. Desta forma, os médicos poderiam monitorar a resposta do paciente ao tratamento com mais regularidade durante o curso do tratamento e fazer ajustes oportunos para personalizar o tratamento para melhores resultados. ”

Para obter uma análise sensível e rápida da eficácia do medicamento por meio de amostras de sangue, os pesquisadores desenvolveram o ExoSCOPE como uma plataforma de nanotecnologia integrada. Ele mede EVs, que são vesículas de membrana de dimensão pelo menos cem vezes menor que o diâmetro do cabelo humano e invisíveis à microscopia de luz convencional. Durante o tratamento de câncer bem-sucedido, quando um câncer direcionado droga se liga a uma célula cancerosa e interfere com o crescimento do tumor, a célula tratada será liberada na corrente sanguínea EVs contendo a droga.

A plataforma ExoSCOPE aproveita uma abordagem complementar de biologia química e desenvolvimento de sensores para medir essas delicadas mudanças de drogas em EVs.

“As tecnologias atuais para medir as interações medicamentosas-alvo requerem processamento complexo e biópsias de tecido invasivas, limitando sua utilidade clínica para o monitoramento do tratamento do câncer. Ao usar sondas químicas especialmente projetadas, nossa plataforma é altamente sensível na captura e rotulagem de EVs em uma pequena amostra de sangue, a fim de avaliar as interações entre fármacos e alvos ”, disse Sijun Pan, pesquisador da NUS iHealthtech e co-primeiro autor do estudar.

“O sensor ExoSCOPE contém milhões de nanorings de ouro para capturar os EVs e amplificar seus sinais de rotulagem de drogas para induzir fortes sinais de luz. Esses sinais de luz são então processados ​​para fornecer uma leitura que indique a eficácia do medicamento ”, diz o co-primeiro autor Zhang Yan, estudante de doutorado do departamento de engenharia biomédica e da iHealthtech.

Usando a plataforma ExoSCOPE desenvolvida, a equipe coletou informações sobre diferentes tipos de VEs e suas alterações de medicamentos, quando tratados com várias terapias direcionadas. A plataforma não apenas identifica EVs liberados por câncer, mas também monitora sua dinâmica de drogas ao longo do tempo para distinguir com precisão a sensibilidade e a resistência ao tratamento.

“As abordagens farmacocinéticas ou farmacodinâmicas existentes no sangue medem a concentração total da droga no sangue. Essas informações do conjunto não refletem a eficácia do medicamento em tumores. O ExoSCOPE, no entanto, mede as mudanças de drogas em EVs liberados pelo câncer para refletir com precisão as respostas ao tratamento do tumor ”, explica Shao.

Em um ensaio clínico envolvendo 163 amostras de sangue de 106 pacientes, o ExoSCOPE mostrou resultados encorajadores em pacientes com câncer de pulmão para permitir a avaliação oportuna dos resultados de tratamento direcionados dos pacientes. Comparado com o padrão ouro de imagens volumétricas do tumor, que foi realizado no final de todo o regime de tratamento, o ExoSCOPE atingiu uma taxa de precisão de 95%, mas dentro de 24 horas do início do tratamento.

O desempenho analítico superior desta técnica abre caminho para o uso de EVs transmitidos pelo sangue para monitorar diferentes interações entre drogas e proteínas alvos no corpo humano.

“O ExoSCOPE apresenta uma mudança de paradigma na avaliação de medicamentos baseados no sangue para a seleção de medicamentos direcionados e monitoramento de tratamento em tempo real”, diz Shao. “A técnica também pode capacitar a comunidade clínica a tomar decisões de tratamento mais oportunas”.

A equipe de nove membros levou dois anos (de 2019 a 2021) para desenvolver e validar a plataforma ExoSCOPE. Seu próximo desafio é expandir a plataforma para medir a eficácia de diferentes medicamentos e aplicar a tecnologia a um espectro de doenças, desde câncer a doenças cardiovasculares e neurológicas. Uma patente foi registrada para o ExoSCOPE e a equipe de pesquisa espera trazer essa tecnologia ao mercado nos próximos três anos.

“Espero que nossa tecnologia possa contribuir para tratamento personalizado, para orientar a seleção, dosagem e duração de diferentes tratamentos e melhorar os resultados do tratamento ”, diz Shao.

A pesquisa aparece na revista Nature Nanotechnology.

Fonte: National University of Singapore

Sobre o autor

National University of Singapore

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Este artigo apareceu originalmente no Futurity

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