A nanopipeta de corpo duplo de alta tecnologia, desenvolvida por cientistas da Universidade de Leeds e aplicada ao desafio médico global do cancro, permitiu – pela primeira vez – aos investigadores observar como as células cancerígenas vivas individuais reagem ao tratamento e mudam ao longo do tempo – fornecendo uma compreensão vital que pode ajudar os médicos a desenvolver medicamentos contra o câncer mais eficazes. 

A ferramenta possui duas agulhas nanoscópicas, o que significa que pode injetar e extrair simultaneamente uma amostra da mesma célula, ampliando seu potencial de uso. E o elevado nível de semiautomação da plataforma acelerou dramaticamente o processo, permitindo aos cientistas extrair dados de muito mais células individuais, com muito maior precisão e eficiência do que era possível anteriormente, mostra o estudo. 

Atualmente, as técnicas para estudar células individuais geralmente as destroem, o que significa que uma célula pode ser estudada antes ou depois do tratamento. 

Este dispositivo pode realizar repetidamente uma “biópsia” de uma célula viva durante a exposição ao tratamento do cancro, recolhendo amostras de pequenos extratos do seu conteúdo sem a matar, permitindo aos cientistas observar a sua reação ao longo do tempo. 

Durante o estudo, a equipe multidisciplinar, composta por biólogos e engenheiros, testou a resistência das células cancerígenas à quimioterapia e radioterapia usando o glioblastoma (GBM) – a forma mais mortal de tumor cerebral – como caso de teste, devido à sua capacidade de adaptação ao tratamento. e sobreviver. 

Suas descobertas foram publicadas hoje (7h GMT/2h ET, quarta-feira, 6 de março) na revista Os avanços da ciência. 

Avanço significativo 

Uma das autoras correspondentes do artigo, Dra. Lucy Stead, professora associada de biologia do câncer cerebral na Faculdade de Medicina da Universidade de Leeds, disse: “Este é um avanço significativo. É a primeira vez que temos uma tecnologia onde podemos realmente monitorizar as alterações que ocorrem após o tratamento, em vez de apenas assumi-las. 

“Esse tipo de tecnologia fornecerá uma camada de compreensão que simplesmente nunca tivemos antes. E essa nova compreensão e visão levarão a novas armas no nosso arsenal contra todos os tipos de cancro.” 

O GBM é o cancro que mais necessita dessas novas armas porque em 20 anos não houve melhoria na sobrevivência desta doença. 

Está muito atrasado e pensamos que isso se deve à natureza altamente “plástica” destes tumores – a sua capacidade de se adaptarem ao tratamento e sobreviverem. 

É por isso que é tão importante que possamos observar e caracterizar dinamicamente estas células à medida que mudam, para que possamos mapear a viagem que estas células podem percorrer e, subsequentemente, encontrar formas de as deter a cada passo. Simplesmente não poderíamos fazer isso com as tecnologias que tínhamos.” 

Dra. Lucy Stead, professora associada de biologia do câncer cerebral, Faculdade de Medicina da Universidade de Leeds

Transformativo 

Stead lidera o grupo de pesquisa Glioma Genomics no Leeds Institute of Medical Research do St James's Hospital, que se concentra na tentativa de curar tumores cerebrais GBM. Ela acrescentou: “Esta tecnologia pode ser transformadora para este cancro específico, ajudando-nos finalmente a identificar tratamentos eficazes para esta doença terrível e incurável”. 

A pesquisa foi financiada principalmente pela The Brain Tumor Charity, que conta com o ex-jogador de futebol do Leeds, Dominic Matteo, como um de seus principais apoiadores. Matteo não tinha GBM, mas foi submetido a uma cirurgia para remover um tumor cerebral em 2019. 

Simon Newman, diretor científico da The Brain Tumor Charity, disse: “Sabemos que as células do glioblastoma respondem de maneira diferente ao tratamento, muitas vezes desenvolvendo resistência ao tratamento, o que leva à recorrência. O desenvolvimento desta nova tecnologia, que pode extrair amostras de células tumorais cultivadas em laboratório antes e depois do tratamento, dará uma visão única sobre como a resistência aos medicamentos pode se desenvolver e levar ao crescimento dos tumores. 

“Esperamos que este importante trabalho, financiado pela The Brain Tumor Charity, melhore o nosso conhecimento sobre estes tumores cerebrais complexos e nos permita encontrar tratamentos novos e mais eficazes – algo tão urgentemente necessário para aqueles que enfrentam esta doença devastadora.” 

Collaborative 

O estudo foi uma colaboração entre pesquisadores do Bragg Center for Materials Research de Leeds; Escola de Engenharia Eletrônica e Elétrica de Leeds; Leeds Institute of Medical Research e Earlham Institute, Norwich, que estudaram células únicas de GBM durante um período de 72 horas. 

Eles usaram a plataforma nanocirúrgica, que é pequena demais para ser manipulada manualmente. As minúsculas agulhas são controladas com precisão por um software robótico para posicioná-las nas células da placa de Petri. A segunda agulha da nanopipeta desempenha papel fundamental no controle do equipamento. 

O dispositivo permite que os cientistas coletem amostras repetidamente para estudar a progressão da doença em uma célula individual. Muitas pesquisas em biologia molecular são realizadas em populações de células, dando um resultado médio que ignora o fato de que cada célula é diferente. 

Algumas células morrem durante o tratamento, mas outras sobrevivem. A chave para encontrar uma cura é compreender o que permite que uma célula sobreviva e o que está acontecendo com aquelas que morrem. 

Precisão sem precedentes 

Autor principal, Dr. Fabio Marcuccio, Pesquisador Associado da Faculdade de Medicina da Imperial College London, que realizou a pesquisa enquanto estava em Leeds, disse: “Nosso dispositivo permite o estudo da forma como as células cancerígenas do cérebro se adaptam ao tratamento ao longo do tempo, com uma precisão sem precedentes. Esta ferramenta fornecerá dados que poderão levar a melhorias significativas no tratamento e prognóstico do câncer.” 

Ele acrescentou: “Este trabalho é o resultado de um esforço colaborativo com meus colegas e co-líderes Dr. Chalmers Chau, pesquisador em Bionanotecnologia na Escola de Engenharia Eletrônica e Elétrica de Leeds, e Dra. Georgette Tanner, ex-Leeds, agora Bioinformática na Oxford Nanopore Technologies, cujas contribuições foram fundamentais para o desenho experimental e análise de dados. Isso demonstra a importância de criar uma equipe interdisciplinar para enfrentar os maiores desafios do nosso tempo.” 

A plasticidade das células cancerígenas – a capacidade das células de mudarem os seus comportamentos – é um dos maiores desafios no tratamento do cancro, uma vez que permanece pouco compreendida. As células cancerígenas GBM são particularmente “plásticas”: podem adaptar-se muito rapidamente, e pensa-se que isto as ajuda a desenvolver resistência à radioterapia e quimioterapia. Aprender como essas células se adaptam e, subsequentemente, como podemos bloqueá-las, poderia prevenir a recorrência do câncer, algo que quase sempre acontece com o GBM. 

Camilla Hawkins, uma terapeuta ocupacional de Londres, foi diagnosticada com GBM em agosto de 2022. A mulher de 55 anos disse: “Quaisquer descobertas, como estas, que possam ajudar a informar novos tratamentos, devem ser bem-vindas. Vale a pena viver uma boa qualidade de vida prolongada, mesmo quando o prognóstico é terminal.” 

Crucialmente importante 

 O outro autor correspondente e co-líder, Dr. Paolo Actis, Professor Associado de Bio-Nanotecnologia na Escola de Engenharia Eletrônica e Elétrica de Leeds, trabalha na ferramenta de nanobiópsia há cerca de 15 anos e disse que suas novas capacidades, em comparação com seu escopo original , proporcionou “vantagens notáveis”. 

Ele acrescentou: “As células cancerosas que não são mortas pela quimioterapia são as que fazem o câncer voltar a crescer e levar à morte. 

“Nossa ferramenta pode identificar essas células e agora podemos realizar biópsias nelas para que possamos estudar especificamente como as que sobreviveram ao tratamento mudaram. 

“Isto é de importância crucial, pois quanto mais compreendermos como as células mudam, mais medicamentos poderemos desenvolver para impedir a sua adaptação.” 

Dr Stead disse que mais pesquisas precisam ser realizadas, usando esta tecnologia em muito mais amostras em laboratório e em humanos, mas que já rendeu informações extremamente valiosas. 

Financiamento adicional foi fornecido pela Pesquisa e Inovação do Reino Unido e pela Comissão Europeia. 

Estudo de caso

A história de Camila 

Camilla Hawkins foi diagnosticada com um tumor cerebral glioblastoma multiforme multifocal em agosto de 2022. 

A terapeuta ocupacional, de Londres, ligou para o seu médico de clínica geral para obter aconselhamento depois de se esforçar para encontrar as palavras certas numa reunião de trabalho. 

No início, os médicos pensaram que ela poderia ter sofrido um acidente vascular cerebral e, depois de falar com um clínico geral estagiário, que a aconselhou a visitar o pronto-socorro local, ela foi internada em uma enfermaria de acidente vascular cerebral. Seguiram-se três semanas de investigações, antes que ela soubesse do diagnóstico. Compreensivelmente, a notícia foi um grande choque.  

O entusiasta e voluntário de parkrun de 55 anos, que correu a Maratona de Londres em apoio à The Brain Tumor Charity no ano passado, diz: “Passei da noite para o dia de terapeuta ocupacional em boa forma e ativo a paciente internado, eventualmente diagnosticado com um cérebro incurável tumor com expectativa de vida limitada. 

“Trabalhei em oncologia há muitos anos e em VIH durante mais de 25 anos, por isso estava ciente das estatísticas de que uma em cada duas pessoas será diagnosticada com cancro durante a sua vida. 

“No entanto, a possibilidade de eu ter um tumor cerebral literalmente não tinha passado pela minha cabeça (sem trocadilhos!) Eu até comentei com o Consultor de AVC: 'pelo menos não é um tumor cerebral!' 

“Esse tipo de tumor está sempre em estágio 4 e não tem cura. 

“Há tão pouca investigação para esta doença, e a falta de investigação significa que muitas pessoas – inclusive eu – procuram outras formas de controlar o nosso cancro. Todos os tipos de coisas são sugeridas como possibilidades em fóruns de pacientes e na web, mas nenhuma delas é apoiada por evidências, por isso os profissionais médicos não podem comentar sobre elas. 

“Entendo que, com uma coorte de pacientes em fase terminal, a pesquisa será um desafio, mas quaisquer descobertas, como essas, que possam ajudar a informar novos tratamentos, devem ser bem-vindas. Vale a pena viver uma boa qualidade de vida prolongada, mesmo quando o prognóstico é terminal.” 

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• Fonte: https://www.news-medical.net/news/20240306/Breakthrough-nanopipette-enables-real-time-observation-of-cancer-cell-reactions-to-treatment.aspx