Uma equipe da Universidade Texas A&M desenvolveu um adesivo biodegradável de microneedles que entrega interleucina-4 diretamente ao tecido cardíaco danificado após um ataque cardíaco. Em modelos pré-clínicos, essa abordagem direcionada muda as células imunes para um modo de cura e melhora a comunicação entre células musculares do coração e células dos vasos sanguíneos, evitando muitos dos efeitos colaterais observados na administração sistêmica de medicamentos.
Ataques cardíacos privam as células musculares do coração de oxigênio e nutrientes, levando à morte celular e formação de tecido cicatricial. Embora essa cicatriz estabilize a área danificada, ela não contrai como músculo saudável, forçando o tecido cardíaco remanescente a trabalhar mais e potencialmente contribuindo para insuficiência cardíaca ao longo do tempo.
Para lidar com isso, uma equipe liderada pelo Dr. Ke Huang na Universidade Texas A&M criou um adesivo biodegradável de microneedles que entrega interleucina-4 (IL-4), uma molécula conhecida por regular respostas imunes, diretamente ao tecido cardíaco lesionado. Cada agulha minúscula no adesivo contém partículas microscópicas carregadas com IL-4. Quando o adesivo é aplicado na superfície do coração, as microneedles penetram a camada externa e se dissolvem, liberando o medicamento no músculo danificado por baixo, de acordo com o comunicado da Texas A&M.
Ao concentrar IL-4 no local da lesão, o adesivo incentiva macrófagos —células imunes chave— a mudar de um estado pró-inflamatório para um reparador. Essa mudança ajuda a limitar a formação excessiva de cicatrizes e apoia uma recuperação funcional melhor nos modelos pré-clínicos descritos. “Macrófagos são a chave”, disse Huang no anúncio da universidade. “Eles podem piorar a inflamação ou ajudar o coração a curar. A IL-4 ajuda a transformá-los em ajudantes.”
Tentativas anteriores de usar IL-4 para reparar tecido cardíaco dependeram de injeções na corrente sanguínea, que circulavam a molécula pelo corpo todo e levavam a efeitos indesejados em outros órgãos. A abordagem localizada com microneedles é projetada para focar o tratamento no coração enquanto minimiza a exposição sistêmica. “A entrega sistêmica afeta todo o corpo”, disse Huang. “Queríamos mirar apenas no coração.”
A equipe do estudo também relatou mudanças notáveis no comportamento das células musculares cardíacas tratadas, ou cardiomiócitos, após a aplicação do adesivo. Em estudos de laboratório e animais, os cardiomiócitos tornaram-se mais responsivos a sinais de tecidos circundantes, particularmente células endoteliais que forram vasos sanguíneos. Huang disse que essa comunicação célula-a-célula aprimorada parecia apoiar a recuperação. “Os cardiomiócitos não estavam apenas sobrevivendo, eles interagiam com outras células de maneiras que apoiam a recuperação”, observou.
Pesquisadores observaram que o adesivo reduziu sinais inflamatórios de células endoteliais, que de outra forma piorariam o dano após um ataque cardíaco. Eles também detectaram aumento de atividade em uma rota de sinalização conhecida como via NPR1, associada à saúde dos vasos sanguíneos e função cardíaca geral.
No momento, colocar o adesivo requer cirurgia de peito aberto nos modelos animais usados. Huang e seus colegas dizem que esperam adaptar a tecnologia para entrega minimamente invasiva no futuro, prevendo uma versão que possa ser inserida por um tubo pequeno para torná-la mais prática em cenários clínicos.
O trabalho, financiado pelos National Institutes of Health e pela American Heart Association, foi publicado na revista Cell Biomaterials. O estudo, que testou o adesivo em modelos de infarto miocárdico em roedores e suínos, é um esforço de prova de conceito em estágio inicial e ainda não está disponível como tratamento para pacientes.
Olhando para o futuro, Huang está colaborando com Xiaoqing (Jade) Wang, professora assistente de estatística no College of Arts and Sciences da Texas A&M, em um modelo de inteligência artificial para mapear respostas imunes e guiar terapias imunomodulatórias futuras. “Isso é só o começo”, disse Huang. “Provamos o conceito. Agora queremos otimizar o design e a entrega.”
