Martelo pneumático molecular pode destruir células de câncer com luz infravermelha

Cientistas talvez tenham encontrado uma forma de destruir células de câncer sem depender, logo de início, de quimioterapia, cirurgia ou radioterapia.

A proposta recebeu o nome de “martelo pneumático molecular” e, na prática, exige pouco mais do que luz e uma molécula médica já bem conhecida.

Como funciona o “martelo pneumático molecular”

O método usa moléculas de aminocianina - corantes sintéticos que já são amplamente empregados em exames de imagem médica - e as estimula com luz no infravermelho próximo.

Com esse estímulo, elas passam a vibrar em sincronia a cerca de 40 trilhões de oscilações por segundo, velocidade suficiente para rasgar fisicamente a membrana de uma célula cancerígena.

O procedimento consegue matar células de câncer em poucos minutos, mesmo com doses baixas.

Os resultados dos primeiros testes com a técnica do martelo pneumático molecular foram publicados no fim de 2023 na revista Química da Natureza por uma equipa da Universidade Rice, da Texas A&M e da Universidade do Texas.

Nos ensaios, os cientistas observaram uma taxa de sucesso de 99 por cento na destruição de células de câncer em culturas de laboratório.

Em modelos de melanoma em camundongos, metade dos animais ficou livre do câncer.

Resultados iniciais e evolução da pesquisa

Desde então, um dos autores, o químico James Tour, da Universidade Rice, ampliou a abordagem com outros colegas.

No fim de 2024, o grupo publicou um trabalho de acompanhamento na revista Ciência Avançada, detalhando as várias versões de martelos pneumáticos moleculares em desenvolvimento - o que abre caminho para atingir diferentes tipos de câncer com maior precisão.

A expectativa não se resume aos números obtidos até agora - vale lembrar que, por enquanto, os resultados vêm apenas de modelos de laboratório e de animais, e levar a mesma eficácia para humanos nem sempre é algo direto.

Ainda assim, os investigadores consideram que, por se tratar de uma técnica mecânica, é menos provável que as células cancerígenas desenvolvam resistência.

“Este estudo trata de uma forma diferente de tratar o câncer usando forças mecânicas na escala molecular”, afirmou o químico Ciceron Ayala-Orozco, da Universidade Rice, quando saiu o artigo na Química da Natureza.

Por que esta geração é diferente: comparação com motores do tipo Feringa

A estratégia representa um avanço em relação a outro tipo de máquina molecular antitumoral já criada, chamado de motores do tipo Feringa, que também conseguia romper estruturas de células problemáticas.

“É uma geração completamente nova de máquinas moleculares”, disse Tour em dezembro de 2023.

“Elas são mais de um milhão de vezes mais rápidas no seu movimento mecânico do que os antigos motores do tipo Feringa, e podem ser ativadas com luz no infravermelho próximo, em vez de luz visível.”

Aminocianinas, infravermelho próximo e plásmons

As moléculas de aminocianina já são usadas em bioimagem como corantes sintéticos. Em geral, em doses baixas, elas servem para detetar câncer, mantêm-se estáveis em água e aderem muito bem à parte externa das células.

O uso de luz no infravermelho próximo é crucial porque permite alcançar regiões mais profundas do corpo. Assim, cânceres em ossos e órgãos poderiam, em teoria, ser tratados sem que fosse necessária uma cirurgia apenas para aceder ao tumor.

A arquitetura e as propriedades químicas das aminocianinas fazem com que elas se mantenham em sincronia quando recebem o estímulo adequado - como a luz no infravermelho próximo. Em movimento, os eletrões no interior dessas moléculas formam o que se chama de plásmons, entidades vibratórias coletivas que impulsionam o movimento por toda a molécula.

“O que precisa ser destacado é que descobrimos outra explicação para a forma como essas moléculas conseguem funcionar”, disse Ayala-Orozco.

“Esta é a primeira vez que um plásmon molecular é utilizado desta forma para excitar a molécula inteira e, de facto, produzir uma ação mecânica voltada a um objetivo específico - neste caso, rasgar as membranas das células de câncer.”

Os plásmons têm um “braço” num dos lados, o que ajuda a ligar as moléculas às membranas das células cancerígenas, enquanto os movimentos vibratórios as rompem. A pesquisa ainda está numa fase inicial, mas estes resultados preliminares são muito promissores.

Segurança e eliminação pelo organismo

No estudo mais recente, os autores também responderam a dúvidas sobre a possível toxicidade dessas moléculas. Eles observaram que doses baixas de martelos pneumáticos moleculares não ativados são rapidamente internalizadas e eliminadas por células normais.

“A eliminação relativamente rápida de martelos pneumáticos moleculares das células observada neste estudo sugere um possível caminho para a sua remoção do corpo”, escreve a equipa.

“Este mecanismo de eliminação oferece informações importantes sobre o potencial perfil de segurança dos martelos pneumáticos moleculares para aplicações terapêuticas.”

Os resultados da primeira prova de conceito foram publicados na Química da Natureza, e o estudo mais recente sobre variedades de martelos pneumáticos moleculares saiu na Ciência Avançada.

Este artigo teve checagem de factos feita por Clare Watson e edição de Peter Dockrill. Apesar do nosso cuidado com o processo, somos humanos. Se você encontrar algum erro, por favor avise-nos.