Nanomotores mitocondriais para tratamento de lesões no coração após um infarto
No infarto agudo do miocárdio, a ausência de fluxo sanguíneo para o coração interrompe o fornecimento de oxigênio, resultando em danos severos ao tecido cardíaco. Ao restaurar o fluxo sanguíneo, ocorre a lesão de isquemia-reperfusão (LIR) miocárdica, um processo paradoxal em que o retorno do sangue ao coração provoca inflamação intensa e danos adicionais às células cardíacas. Estudos em modelos animais indicam que a LIR é responsável por até 50% do tamanho final do infarto. Como centro do problema, tem-se o mau funcionamento de mitocôndrias, estruturas indispensáveis para a recuperação da função cardíaca, uma vez que a estabilização do fornecimento de energia pode recuperar cardiomiócitos, células responsáveis pela contração do coração. Nesse sentido, pesquisadores da Universidade Normal de Nanjing (China) desenvolveram uma terapia baseada em nanomotores mitocondriais, capazes de transportar energia de forma direcionada até o tecido cardíaco lesionado.
Os nanomotores mitocondriais são mitocôndrias naturais modificadas em sua superfície. Essas modificações permitem um movimento direcionado, isto é, guiado por meio de sinais químicos liberados durante o processo inflamatório. Nestes sistemas, há também um transporte eficiente, utilizando células do próprio sistema imunológico, como os neutrófilos. Com isso, as mitocôndrias passam a se comportar como estruturas ativas e não apenas como “passageiras” no organismo, sendo capazes de se deslocar até regiões específicas do coração danificado por LIR.
Após um infarto, os neutrófilos migram rapidamente para o local da lesão. Desta forma, os nanomotores mitocondriais foram projetados para se ligar seletivamente a esses neutrófilos, usando-os como meio de transporte pela corrente sanguínea. Esse mecanismo, conhecido como hitchhiking (ou “pegar carona”), aumenta a chance das mitocôndrias chegarem ao tecido inflamado. Desse modo, quando os neutrófilos chegam ao destino (o coração lesionado), os nanomotores são liberados e penetram mais profundamente no tecido, atingindo diretamente os cardiomiócitos que precisam de energia. Além de “pegar carona”, os nanomotores apresentam comportamento quimiotático, ou seja, movem-se seguindo gradientes químicos comuns de regiões inflamadas. Isto é, os nanomotores são atraídos para áreas onde o dano tecidual é maior, aumentando a precisão do tratamento e reduzindo a dispersão para outros órgãos não comprometidos.
O estudo em questão ressalta que a forma de administração impacta diretamente no tratamento. Os experimentos realizados mostraram que uma aplicação única e em alta dose pode causar efeitos adversos, como arritmia cardíaca. Para contornar esse problema, os pesquisadores propuseram uma terapia em sequência, com a primeira etapa sendo a aplicação local de nanomotores diretamente no coração logo após a reperfusão, garantindo o fornecimento de energia imediata para os cardiomiócitos. Na segunda etapa estão envolvidas aplicações intravenosas, em que os nanomotores utilizam os neutrófilos e o comportamento quimiotático para se direcionarem até o coração durante a recuperação. Essa estratégia permite aumentar a quantidade de mitocôndrias no tecido cardíaco, sem elevar os efeitos colaterais. A Figura 1 mostra a terapia em duas etapas proposta pelos pesquisadores.
Em modelos animais, o estudo mostra que os nanomotores mitocondriais melhoram significativamente a função do coração, reduzindo a área de tecido lesionado e os sinais de morte celular. Além disso, a recuperação foi maior do que a relatada em métodos tradicionais de administração. Assim, por meio da terapia de nanomotores mitocondriais, a capacidade das células cardíacas de produzir energia pode ser restaurada após LIR miocárdica, permitindo a recuperação do tecido cardíaco e a restauração da função cardíaca, ao invés de apenas reduzir a inflamação local e aliviar os sintomas da LIR.
Figura 1: Representação esquemática da terapia em duas etapas: primeiro, os nanomotores mitocondriais são aplicados diretamente no coração logo após o infarto (i); depois, eles são administrados pela corrente sanguínea (ii), “pegam carona” em neutrófilos e se deslocam guiados pela inflamação até as áreas mais danificadas do tecido cardíaco. Adaptado de Wu et al. (2025).
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