Nanopartículas Lipídicas: Sistemas versáteis e sofisticados de Drug Delivery
Desde a descoberta da primeira geração de lipossomas na década de 1960, as nanopartículas lipídicas (LNPs) tiveram uma evolução tremenda. A principal aplicação de LNPs como veículos terapêuticos está na indústria farmacêutica, embora sirvam em outros campos, como diagnósticos por imagem, cosméticos, nutrição e agricultura, embora em menor escala.
As nanopartículas lipídicas são amplamente utilizadas na indústria farmacêutica há décadas. Em comparação com outros sistemas de delivery de genes e vacinas, elas são mais fáceis de fabricar, menos imunogênicas e podem transportar cargas maiores – o que as torna transportadoras bem-sucedidas e eficientes para vários tipos de terapias, incluindo pequenas moléculas, proteínas e ácidos nucleicos.
Recentemente, as nanopartículas lipídicas foram alçadas nos holofotes das atenções globais por seu papel em duas vacinas de mRNA contra a COVID aprovadas, auxiliando efetivamente na entrega precisa de mRNA, o que as torna uma tecnologia última geração em plataformas de vacina. Além da terapia com mRNA, as nanopartículas lipídicas podem desempenhar um papel fundamental em outras áreas de doenças. De fato, várias nanopartículas lipídicas já foram aprovadas como delivery de tratamentos para uma variedade de doenças (Figura 1). Aqui, exploramos brevemente o uso de nanopartículas lipídicas nas terapias antitumorais.
Aplicações de nanopartículas lipídicas na terapia do câncer
O CAS Content Collection™ nos permitiu analisar a distribuição das áreas de tratamento que usam formulações de LNP (Figura 2). Vimos que os efeitos terapêuticos antitumorais compreendem a maior parcela do uso de medicamentos de LNP (46%), indicando seu papel de destaque nessa área. O maior uso único de formulações antitumorais de LNP é observado no câncer de mama (> 25%), seguido pelo câncer de ovário e câncer de pulmão (ambos com 10%).
As nanopartículas lipídicas estão associadas a múltiplos benefícios terapêuticos que as tornam adequadas para Drug Delivery no tratamento do câncer:
As LNPs também demonstraram melhorar a eficácia das terapias contra o câncer por meio do que é conhecido como efeito de permeabilidade e retenção aprimorados (EPR). As LNPs passam facilmente pelos vasos sanguíneos do tumor, devido à sua permeabilidade aumentada resultante da angiogênese rápida, porém imperfeita. Isso permite o acúmulo seletivo de LNPs em tumores quando administradas por via intravenosa via injeção direta, embora os dados variem para diferentes vias de administração. Além disso, a drenagem linfática disfuncional em tumores melhora a retenção de LNP. O acúmulo de LNPs permite a liberação seletiva de agentes antitumorais no interior das células tumorais.
Para entender melhor a aplicabilidade de LNPs em diferentes terapias, o CAS Content Collection™ foi empregado para correlacionar diferentes processos de formulação de LNP com as terapias às quais elas podem ser aplicadas: imunolipossomas e lipossomas furtivos foram os tipos de LNP mais presentes para terapia antitumoral.
Um exemplo de uma terapia de câncer de lipossoma furtivo altamente eficaz é o DOXIL® (injeção de lipossoma de doxorrubicina HCl), o primeiro medicamento lipossômico aprovado desenvolvido para o tratamento de câncer de ovário avançado, mieloma múltiplo e sarcoma de Kaposi associado ao HIV. As LNPs usadas no DOXIL® empregam o efeito EPR para superar as propriedades cardiotóxicas do potente agente anticancerígeno, a doxorrubicina, enquanto as nanopartículas estericamente estabilizadas prolongam o tempo de circulação no plasma humano.
Com relação à pesquisa atual e futura, estão atualmente sendo investigadas, em vários ensaios clínicos de Fase I/II, formulações de LNP como alvos de imunoterapia contra câncer em uma variedade de tumores sólidos, incluindo melanoma, glioblastoma adulto, câncer gastrointestinal e câncer geniturinário, para citar alguns. – ressaltando a ampla utilização clínica destas terapias.
Os lipossomas responsivos a estímulos são outra abordagem que está em investigação para aumentar ainda mais a Drug Delivery em tumores, onde são projetados para ser liberados sob certos estímulos, físico-químicos ou bioquímicos. Dentre os exemplos estão a doxorrubicina (estímulos: temperatura/pH), o 5-fluorouracil (estímulo: campo magnético) e o AMD3100 (estímulo: irradiação a laser).
O futuro das nanopartículas lipídicas no campo emergente da nanomedicina
O campo da nanomedicina tem mostrado um progresso extraordinário como uma terapia medicamentosa moderna com amplas aplicações clínicas além do câncer. A nanomedicina ajudou a melhorar a eficácia, a seletividade e a biodistribuição dos sistemas convencionais de transporte de medicamentos, reduzindo suas limitações.
É provável que o uso de nanopartículas lipídicas na medicina se expanda e seja uma grande promessa na medicina genética, onde a edição de genes, o desenvolvimento de vacinas e a imuno-oncologia dependem da capacidade de fornecer ácidos nucleicos com eficiência às células. Estão em desenvolvimento projetos de nanocarreadores mais sofisticados e multifuncionais para atender às necessidades da Personalized Medicine, o que significa uma drug delivery bem-sucedida, independentemente das barreiras biológicas do paciente relacionadas à idade, estado da doença e comorbidades.
Com o desenvolvimento contínuo, as nanopartículas lipídicas podem ser reconhecidas como uma das áreas mais benéficas e promissoras da nanotecnologia moderna.
Tenchov R, et al. Lipid nanoparticles - From liposomes to mRNA vaccine delivery, a landscape of research diversity and advancement. ACS Nano. 2021 Jun 28. doi: 10.1021/acsnano.1c04996. Online ahead of print.
