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A espuma que retém gases e infundida com monóxido de carbono aumenta a atividade anticancerígena dos inibidores da autofagia, o que pode ajudar a melhorar as terapias para muitos tipos de câncer diferentes. Crédito: Cuidados de Saúde da Universidade de Iowa
Os fumantes se saíram melhor do que os não fumantes em um ensaio clínico para um tratamento experimental contra o câncer? Essa foi a pergunta intrigante que levou Universidade de Iowa pesquisadores e seus colegas desenvolveram uma espuma potável com infusão de monóxido de carbono que aumentou a eficácia da terapia, conhecida como inibição da autofagia, em camundongos e células humanas. As descobertas foram publicadas recentemente na revista Ciência Avançada.
Procurar formas de explorar as diferenças biológicas entre as células cancerígenas e as células saudáveis é uma abordagem padrão para a elaboração de novos tratamentos contra o cancro. Mas é um processo meticuloso que requer uma compreensão profunda da complexa biologia do cancro e, muitas vezes, uma dose de insights inesperados.
O potencial dos inibidores de autofagia
Os investigadores sabem há várias décadas que a autofagia, que é o sistema de reciclagem natural da célula, é aumentada nas células cancerígenas em relação às células saudáveis, sugerindo que a inibição da autofagia pode ser uma forma de atingir as células cancerígenas. No entanto, os resultados de quase 20 ensaios clínicos que testaram inibidores de autofagia foram inconclusivos.
“Dentro desses ensaios clínicos encontraram resultados mistos; houve algum benefício, mas para muitos pacientes não houve benefício, o que realmente empurrou os pesquisadores de volta à prancheta”, diz James Byrne, MD, PhD, professor assistente de radiação oncológica e engenharia biomédica da UI e autor sênior do novo estudo .
Procurando entender por que a inibição da autofagia parece funcionar apenas algumas vezes, os pesquisadores fizeram a surpreendente descoberta de que os fumantes em dois dos ensaios anteriores de inibidores da autofagia pareciam ter um desempenho melhor do que os não fumantes.
“Quando analisamos o desempenho dos fumantes nesses ensaios, vimos um aumento na resposta geral nos fumantes que receberam os inibidores de autofagia, em comparação com os pacientes (não fumantes), e também vimos uma diminuição bastante robusta no tamanho da lesão-alvo. ”, diz Byrne.
Esta foi uma descoberta emocionante para Byrne e a sua equipa porque fumar também está associado ao aumento dos níveis de monóxido de carbono, uma molécula de gás que pode aumentar a autofagia nas células de uma forma que os investigadores pensam que pode aumentar o efeito anticancerígeno dos inibidores da autofagia.
“Sabemos também que os fumadores têm níveis mais elevados de monóxido de carbono e, embora definitivamente não recomendemos fumar, isto sugere que o monóxido de carbono elevado pode melhorar a eficácia dos inibidores da autofagia. Queremos ser capazes de aproveitar esse benefício e transformá-lo em uma plataforma terapêutica”, diz Byrne, que também é membro do Holden Comprehensive Cancer Center da Universidade de Iowa.
O monóxido de carbono aumenta a atividade anticancerígena da inibição da autofagia
A equipe já tinha essa “plataforma” para testar suas ideias. Byrne é especialista na criação de materiais aprisionadores de gases (GEMs) – espumas, géis e sólidos feitos de substâncias comestíveis seguras que podem ser infundidas com diferentes moléculas de gás. Para este estudo, os pesquisadores criaram uma espuma potável infundida com monóxido de carbono.
Quando camundongos com câncer de pâncreas e de próstata foram alimentados com espuma de monóxido de carbono e simultaneamente tratados com um inibidor de autofagia, o crescimento e a progressão do tumor foram significativamente reduzidos nos animais. A equipe também mostrou que a combinação de monóxido de carbono com inibidores de autofagia teve um efeito anticancerígeno significativo em células cancerígenas humanas de próstata, pulmão e pâncreas em placas de Petri.
Em última análise, Byrne espera testar esta abordagem em ensaios clínicos em humanos.
“Os resultados deste estudo apoiam a ideia de que níveis terapêuticos seguros de CO, que podemos fornecer usando GEMs, podem aumentar a atividade anticâncer dos inibidores de autofagia, abrindo uma nova abordagem promissora que pode melhorar as terapias para muitos tipos de câncer diferentes”, ele diz.
Referência: “Monóxido de carbono oral melhora a modulação da autofagia em cânceres de próstata, pâncreas e pulmão” por Jianling Bi, Emily Witt, Megan K. McGovern, Arielle B. Cafi, Lauren L. Rosenstock, Anna B. Pearson, Timothy J. Brown, Thomas B. Karasic, Lucas C. Absler, Srija Machkanti, Hannah Boyce, David Gallo, Sarah L. Becker, Keiko Ishida, Joshua Jenkins, Alison Hayward, Alexandra Scheiflinger, Kellie L. Bodeker, Ritesh Kumar, Scott K. Shaw, Salma K. Jabbour, Vitor A. Lira, Michael D. Henry, Michael S. Tift, Leo E. Otterbein, Giovanni Traverso e James D. Byrne, 12 de dezembro de 2023, Ciência Avançada.
DOI: 10.1002/advs.202308346
Além de Byrne, a equipe de pesquisa incluiu os pesquisadores de UI Jianling Bi, Emily Witt, Megan McGovern, Arielle Cafi, Lauren Rosenstock, Lucas Absler, Srija Machkanti, Kellie Bodeker, Scott Shaw, Vitor Lira e Michael Henry.
A equipe de pesquisa também incluiu cientistas de MITHarvard Medical School, Universidade da Pensilvânia, Rutgers Cancer Institute de Nova Jersey, Universidade da Carolina do Norte Wilmington e Oregon Health and Science University.
O estudo foi financiado pelo Instituto Nacional do Câncer, pela Sociedade Americana do Câncer, pela Hope Funds for Cancer Research, pelo Departamento de Defesa dos EUA, pela National Science Foundation e pela National Football League Players Association.