Terapia gênica: nanotecnologia é aliada no tratamento de diferentes doenças cutâneas

Recentemente, o Hemocentro de Ribeirão Preto da USP pediu autorização à Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) e iniciou os testes clínicos de fase 2 em pessoas com leucemia linfoide aguda de células B e linfoma não Hodgkin de células B. Os dados da primeira etapa da pesquisa com células CAR-T, realizada com quatro pacientes do Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto (HCRP), comprovaram que o tratamento é seguro.

A terapia com células CAR-T é um dos vários tipos de terapia celular e gênica em estudo no Brasil e no mundo, e envolve a manipulação (ou reprogramação) das células do sistema imunológico (os linfócitos T) dos próprios pacientes para que elas reconheçam e ataquem as células tumorais. No caso da terapia desenvolvida pelo Hemocentro, as células CAR-T foram treinadas para combater o tumor reconhecendo um alvo específico, o antígeno CD19, presente somente em células da leucemia linfoide aguda de células B, e do linfoma não Hodgkin de células B.

Desde o primeiro protocolo de terapia gênica em humanos, em 1990, até hoje, muita coisa aconteceu. De fato, há grandes esperanças de que ela possa combater doenças ainda sem cura, como o câncer. Uma pesquisa rápida pelo site clinicaltrials.gov – banco de dados on-line de estudos de pesquisa clínica dos Estados Unidos – nos mostra que há cerca de 400 estudos clínicos em andamento envolvendo terapia gênica e câncer.

O Jornal da USP apresenta agora algumas iniciativas dentro e fora da USP que se propõem a tratar várias doenças utilizando a manipulação de genes.

Desligando genes
No Laboratório NanoGeneSkin, o foco das pesquisas é usar a nanotecnologia no tratamento de diferentes doenças cutâneas, como psoríase, câncer de pele e vitiligo. Coordenado por Maria Vitoria Bentley, professora da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP) e coordenadora do INCT Nanotecnologia Farmacêutica, a linha de pesquisa mais recente do grupo prevê o desenvolvimento de tratamentos que usam como tecnologia a terapia genética de silenciamento.

No tratamento, os cientistas estudam os genes que estão sendo produzidos em excesso em determinados processos patológicos e os silenciam, ou seja, impedem que eles se expressem. “Em um processo inflamatório, os genes responsáveis pela produção de algumas citocinas [proteínas] pró-inflamatórias – importantes para vários processos biológicos – estão com sua expressão exacerbada, causando a manifestação da doença”, explica Maria Vitoria Bentley. “A nossa proposta é administrar o gene que vai silenciar a produção dessas substâncias responsáveis pelo processo patológico.”

Bentley explica que essa terapia é diferente da terapia gênica com DNA, em que se entra no núcleo da célula para produzir um determinado gene. Essa técnica tem sido utilizada em algumas vacinas, por exemplo.

Na terapia antisense (siRNA), como também é chamada, a proposta é silenciar os genes que estão desregulados e, por isso, interrompem ou alteram a estrutura de proteínas, fazendo com que elas não funcionem como deveriam. “Psoríase e câncer de pele são doenças em que os genes estão superexpressos”, exemplifica a pesquisadora.

Fatores genéticos
A psoríase é um problema dermatológico crônico, de natureza inflamatória, em que há a formação de manchas brancas ou rosadas na pele e que, em seguida, passam por um processo de descamação até ficarem esbranquiçadas.

As causas ainda não são totalmente conhecidas, mas estudos indicam que elas podem estar relacionadas com fatores genéticos. Existem teorias que acreditam que a doença se desenvolve quando os linfócitos T (células de defesa do organismo) liberam substâncias inflamatórias que geram o aspecto avermelhado das manchas. Em seguida, o corpo responde à inflamação, e a presença de outro tipo de células de defesa, os neutrófilos, faz com que a pele descame.

“Descobrimos que a principal citocina pró-inflamatória que está sendo produzida de forma exagerada é o TNF-alfa”, explica Maria Vitoria. “Encontramos um silenciador, que chamamos de siRNA TNF-alfa.”

Mas o grande desafio ainda estava por vir. A camada mais externa da pele é chamada de estrato córneo, que atua como uma barreira contra microrganismos, desidratação e permeação de fármacos – passagem de fluidos pelas camadas da pele. “Esse silenciador teria que entrar, romper o estrato córneo e migrar para camadas onde se desenvolve a doença”, relata a pesquisadora.

Na mesma época, o grupo de Bentley estava desenvolvendo um tipo de nanopartícula de cristal líquido, que eles depois chamaram de soft nanoparticles. Diferentemente das nanopartículas sólidas, as nanopartículas de cristal líquido são compostas de gel líquido cristalino em formato de hexágono. “Este tipo de cristal líquido à base de lipídeos interage com o estrato córneo e altera a sua permeabilidade”, destaca a professora.

Um tratamento tópico para psoríase utilizando nanotecnologia e terapia antisense. Essa é uma proposta que vem sendo estudada há 15 anos pelo grupo de Maria Vitoria Bentley.

Da bancada aos experimentos em animais
Inicialmente, o grupo realizou experimentos de atividade em culturas de células (membranas de pele inflamadas) e viram um efeito positivo quando elas foram tratadas com as soft nanoparticles contendo siRNA TNF-alfa. “Tratamos as células e verificamos se há o silenciamento da produção de TNF-alfa”, explica.

Os ensaios em modelo animal foram feitos em camundongos sem pelo, conhecidos como hairless. Os cientistas irritaram a pele desse animal e observaram se a produção de citocina está exacerbada e, de fato, essa inflamação gerou alta produção de TNF-alfa. “Depois, fazemos a aplicação das nanopartículas com o gene silenciador nesta pele inflamada”, explica. Foram realizados diferentes protocolos, com variações de tempo e número de aplicações. Posteriormente, os animais são sacrificados e a pele é retirada para análise.

Os resultados, publicados no Journal of Controlled Release, foram animadores. “Observamos que, quando o siRNA TNF-alfa está incorporado na nanopartícula de cristal líquido, tem-se um maior silenciamento da produção dessa citocina pró-inflamatória, chegando a níveis basais de uma célula não doente.”

Câncer de pele
“A questão do melanoma é muito complexa e exige estratégias terapêuticas avançadas para a sua cura”, explica Maria Vitoria Bentley. O melanoma é o tipo mais grave de todos os cânceres de pele (representa apenas 4% das neoplasias malignas do órgão) devido à sua alta possibilidade de provocar metástase, ou seja, a disseminação do câncer para outros órgãos.

O melanoma tem origem nos melanócitos (células produtoras de melanina, o pigmento que dá cor à pele) e pode aparecer em qualquer parte do corpo na forma de manchas, pintas ou sinais. De acordo com a professora, “a terapia gênica de silenciamento é importante neste processo porque, nessa doença, há vários genes desregulados, inclusive os que causam resistência à quimioterapia”.

A abordagem de tratamento tópico em desenvolvimento pode auxiliar no tratamento quando o câncer encontra-se em fase inicial. A nanopartícula desenvolvida pelo grupo incorpora um quimioterápico a silenciadores de genes superexpressos na doença.

“Podemos usar silenciadores de genes que impedem o processo de apoptose [morte celular programada], que induzem a proliferação da célula cancerosa. Assim, potencializamos o efeito do quimioterápico e o tratamento se torna mais efetivo.”

O artigo publicado na European Journal of Pharmaceutical Sciences mostra todo o processo de desenvolvimento da nanopartícula, além dos testes de penetração da pele realizados in vitro em culturas de células 3D (esferoides mimetizando pequenos tumores) e a avaliação da regressão do tumor.

O vitiligo é outra patologia que está no foco do NanoGeneSkin. Em uma publicação de 2008, o grupo desenvolveu uma nanopartícula contendo um siRNa que silencia a produção de uma proteína localizada na membrana do melanócito. Essa proteína atrai autoanticorpos que matam os melanócitos. “Nossos estudos in vitro mostraram que conseguimos silenciar em 80% a produção desta proteína”, comemora Maria Vitoria. “Como o vitiligo é uma doença complexa e multifatorial, atualmente estamos estudando o efeito do silenciamento de outros genes que estão superexpressos na doença.”

Futuro
O próximo desafio do grupo é desenvolver uma vacina intranasal de RNA mensageiro veiculado em nanopartículas. A ideia veio após a pandemia de covid-19, enquanto cientistas de todo o mundo trabalhavam para desenvolver, em tempo recorde, um imunizante capaz de frear a disseminação do sars-cov-2 ao redor do globo.

“Nós pensamos: temos um delivery, uma nanopartícula diferenciada, que tem um potencial de interação com a mucosa nasal, temos um modelo de prova de conceito, mas ainda não temos um RNAm específico para uma desenvolver a vacina”, destaca Maria Vitoria Bentley.

“Agora estamos fazendo o desenvolvimento farmacotécnico, verificando aspectos físico-químicos de interação com a mucosa nasal, testes de funcionalidade in vitro e em modelo animal”, diz, enfatizando que o ponto-chave da nanopartícula é a capacidade de interagir com biomembranas.

“Queremos ver a população, o paciente, fazendo uso daquilo que é o nosso objetivo científico”, resume a coordenadora do INCT.

Mais informações: vbentley@usp.br, com Maria Vitoria Bentley

Matéria – Jornal da USP, Texto: Fabiana Mariz
Imagem – Grupo do pesquisadores busca um tratamento tópico para psoríase utilizando nanotecnologia e terapia antisense – Foto: reprodução / site Nanogeneskin