Notícia com publicação científica
Proteína de tardígrados pode reduzir efeitos colaterais da radioterapia
Após sucesso de estudo em células cultivadas em laboratório, pesquisadores mostram, em estudo em camundongos, efeito protetor contra a radiação de proteína presente em tardígrados
Shutterstock
27 de fevereiro de 2025, 15:54

Fonte

Anne Trafton, MIT News

Publicação Original

Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Áreas

Bioengenharia, Biologia, Biomateriais, Biomedicina, Bioquímica, Desenvolvimento de Fármacos, Engenharia Biológica, Engenharia Biomédica, Entrega de Medicamentos, Farmácia Oncológica, Imunologia, Microbiologia, Nanotecnologia Farmacêutica, Radioterapia, Toxicologia

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Resumo

Com o objetivo de reduzir ou eliminar os efeitos colaterais da radioterapia em pacientes oncológicos, pesquisadores têm estudado a aplicação de uma proteína exclusiva dos tardígrados, organismos minúsculos que apresentam uma excelente resistência à radiação.

Quando os pesquisadores injetaram RNA mensageiro que codifica essa proteína presente nos tardígrados em camundongos, descobriram que o DNA das células circundantes ficava protegido dos danos induzidos pela radiação, sem afetar a eficácia da radioterapia sobre o câncer.

Para viabilizar estudos clínicos e tratamento em humanos, agora os pesquisadores trabalham em uma maneira de inibir a resposta imune a esse tipo específico de proteína.

Foco do Estudo

Usar o conhecimento disponível sobre a resistência dos tardígrados à radiação para mimetizar uma solução que reduza ou elimine os efeitos colaterais da radioterapia em pacientes oncológicos.

Por que é importante?

Uma parcela considerável de pacientes em tratamento contra o câncer recebe radioterapia. Mas a radioterapia pode ter efeitos colaterais muitas vezes não toleráveis pelos pacientes.

Neste sentido, é importante que a ciência descubra meios de proteger as células saudáveis da radiação, diminuindo os efeitos colaterais do tratamento e melhorando a qualidade de vida dos pacientes.

Atualmente, há muito poucas maneiras de prevenir danos de radiação em pacientes com câncer. Há alguns medicamentos que podem ser administrados para tentar reduzir os danos e, para pacientes com câncer de próstata, um hidrogel que pode ser usado para criar uma barreira física entre a próstata e o reto durante a radioterapia.

Estudo

Considerando a grande resistência à radiação dos tardígrados – organismos minúsculos bem conhecidos por sua resiliência a condições extremas -, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), do Brigham and Women’s Hospital e da Universidade de Iowa, nos EUA, desenvolveram uma nova estratégia que pode proteger pacientes oncológicos em tratamento com radioterapia de seus efeitos colaterais.

O Dr. Giovanni Traverso, professor de Engenharia Mecânica no MIT e gastroenterologista no Brigham and Women’s Hospital, e o Dr. James Byrne, professor de Radiação Oncológica na Universidade de Iowa, lideraram o estudo publicado na revista científica Nature Biomedical Engineering.

“[A radiação] afeta um grande número de pacientes [oncológicos] e pode se manifestar como algo tão simples quanto feridas na boca, que podem limitar a capacidade de uma pessoa de comer porque é muito doloroso, até exigir hospitalização porque as pessoas estão sofrendo com a dor, perda de peso ou sangramento. Pode ser muito perigoso e é algo que realmente queríamos tentar resolver”, disse o professor James Byrne.

O ponto de partida dos pesquisadores foi a notável resistência de tardígrados a condições extremas, incluindo a exposição à radiação. Um componente-chave dos sistemas de defesa dos tardígrados é uma proteína exclusiva chamada Dsup, que se liga ao DNA e ajuda a protegê-lo de danos induzidos pela radiação. Essa proteína desempenha um papel importante na capacidade dos tardígrados de sobreviver a doses de radiação de 2.000 a 3.000 vezes maiores do que um ser humano pode suportar.

A ideia dos pesquisadores foi fornecer RNA mensageiro  (mRNA) para expressar transitoriamente a proteína e proteger o DNA durante o tratamento. Após algumas horas, o mRNA e a proteína desapareceriam.

Então, os pesquisadores identificaram partículas de polímero-lipídio que poderiam otimizar a entrega desse mRNA em tecidos específicos, gerando grandes quantidades de proteína nos tecidos-alvo.

A radiação pode ser muito útil para muitos tumores, mas também reconhecemos que os efeitos colaterais podem ser limitantes. Há uma necessidade não atendida com relação a ajudar os pacientes a mitigar o risco de danificar o tecido adjacente

Dr. Giovanni Traverso, professor de Engenharia Mecânica no MIT e gastroenterologista no Brigham and Women’s Hospital

Resultados

“Um dos pontos fortes da nossa abordagem é que estamos usando um RNA mensageiro, que apenas expressa temporariamente a proteína, então é considerado muito mais seguro do que algo como DNA, que pode ser incorporado ao genoma das células”, explicou o Dr. Ameya Kirtane, ex-instrutor de Medicina no Brigham and Women’s Hospital, atualmente professor do Departamento de Farmácia da Universidade de Minnesota e um dos primeiros autoras do artigo científico.

Após mostrar que as partículas de polímero-lipídio poderiam entregar mRNA com sucesso para células cultivadas em laboratório, os pesquisadores testaram se essa abordagem poderia efetivamente proteger o tecido da radiação em um modelo de camundongo.

Os animais receberam a injeção de mRNA horas antes de uma dose de radiação semelhante à que pacientes com câncer recebem. Os pesquisadores então observaram uma redução de 50% na quantidade de danos ao DNA causados pela radiação.

O estudo também mostrou que o efeito protetor da proteína Dsup não se espalhou além do local da injeção, o que é importante para não proteger o tumor em si dos efeitos da radiação.

Para tornar esse tratamento mais viável para uso potencial em humanos, os pesquisadores agora planejam trabalhar no desenvolvimento de uma versão da proteína Dsup que não provoque uma resposta imune, como a proteína original dos tardígrados provavelmente faria.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Giovanni Traverso

Professor de Engenharia Mecânica no MIT e gastroenterologista no Brigham and Women’s Hospital

Dr. James Byrne

Professor de Radiação Oncológica na Universidade de Iowa

Dr. Ameya Kirtane

professor do Departamento de Farmácia da Universidade de Minnesota

Instituições Citadas

Publicação

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a revista científica Nature Biomedical Engineering (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (em inglês).

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