Nanomateriais à base de Grafeno revestidos com Ácido Hialurónico para aplicação na terapia Químio-Fototérmica de células do cancro da mama

Apesar das novas tecnologias que têm sido desenvolvidas nos últimos anos para aplicação no tratamento de diferentes patologias que afetam o ser humano, o cancro da mama continua a ter associadas elevadas taxas de morbilidade e mortalidade. Com o intuito de reduzir a mortalidade associada a esta doença, os investigadores têm procurado desenvolver novas estratégias terapêuticas, sendo que a terapia químio-fototérmica mediada por nanomateriais tem vindo a demonstrar resultados promissores em modelos pré-clínicos. Num estudo publicado na revista científica International Journal of Pharmaceutics, investigadores que integram o Projeto GRAPHY (DOI 10.54499/2022.06320.PTDC) desenvolveram nanomateriais à base de grafeno para aplicação na terapia químio-fototérmica de células do cancro da mama. Numa primeira fase do estudo, foi demonstrada a capacidade destes nanomateriais para absorver luz com um comprimento de onda no infravermelho próximo, convertendo-a em calor (mecanismo responsável pela modalidade fototérmica). Para além disso, os nanomateriais apresentaram capacidade para encapsular Doxorubicina (fármaco responsável pela modalidade quimioterapêutica). Posteriormente, estes nanomateriais de grafeno foram revestidos com Ácido Hialurónico, o que permitiu que, nos estudos in vitro, estes nanomateriais fossem internalizados de forma mais pronunciada pelas células cancerígenas do que pelas células saudáveis. Em termos de eficácia, nos estudos in vitro o efeito químio-fototérmico mediado por estes nanomateriais conseguiu reduzir a viabilidade das células cancerígenas do cancro da mama para apenas 23 %. A realização de estudos in vivo permitirá futuramente confirmar a segurança e a eficácia terapêutica destes novos nanomateriais no tratamento do cancro de mama.

Autores e Afiliações:

Rita Lima-Sousa ^a, Bruna L. Melo ^a, António G. Mendonça ^a,b, Ilídio J. Correia ^a,c, Duarte de Melo-Diogo ^a

^a CICS-UBI – Centro de Investigação em Ciências da Saúde, Universidade da Beira Interior, 6200-506 Covilhã, Portugal

^b Departamento de Química, Universidade da Beira Interior, 6201-001 Covilhã, Portugal

^c CIEPQPF – Departamento de Engenharia Química, Universidade de Coimbra, 3030-790 Coimbra, Portugal

Abstract:

Nanomaterials’ application in cancer therapy has been driven by their ability to encapsulate chemotherapeutic drugs as well as to reach the tumor site. Nevertheless, nanomedicines’ translation has been limited due to their lack of specificity towards cancer cells. Although the nanomaterials’ surface can be coated with targeting ligands, such has been mostly achieved through non-covalent functionalization strategies that are prone to premature detachment. Notwithstanding, cancer cells often establish resistance mechanisms that impair the effect of the loaded drugs. This bottleneck may be addressed by using near-infrared (NIR)-light responsive nanomaterials. The NIR-light triggered hyperthermic effect generated by these nanomaterials can cause irreversible damage to cancer cells or sensitize them to chemotherapeutics’ action. Herein, a novel covalently functionalized targeted NIR-absorbing nanomaterial for cancer chemo-photothermal therapy was developed. For such, dopamine-reduced graphene oxide nanomaterials were covalently bonded with hyaluronic acid, and then loaded with doxorubicin (DOX/HA-DOPA-rGO). The produced nanomaterials showed suitable physicochemical properties, high encapsulation efficiency, and photothermal capacity. The in vitro studies revealed that the nanomaterials are cytocompatible and that display an improved uptake by the CD44-overexpressing breast cancer cells. Importantly, the combination of DOX/HA-DOPA-rGO with NIR light reduced breast cancer cells’ viability to just 23 %, showcasing their potential chemo-photothermal therapy.

Revista: International Journal of Pharmaceutics

Link: https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2023.123763