Entendendo e Explorando Mecanismos Biológicos de Radiossensibilização Usando Nanomateriais de Alta Massa Atômica

A radioterapia é um modo essencial de tratamento para o câncer, mas é limitada pela resistência, dano potencial ao tecido saudável e ineficácia em cânceres em estágio avançado. Para superar essas limitações, nanopartículas feitas de átomos de número atômico alto (Z), como prata (AgNPs), ouro (AuNPs) e óxido de háfnio (HfONPs), foram investigadas por sua capacidade de aumentar a deposição de dose de radiação nas células cancerígenas. Historicamente, acredita-se que o aumento da dose de radiação seja alcançado principalmente por mecanismos físicos, como efeitos fotoelétricos e Compton. Com base nesses mecanismos, espera-se que o uso de nanopartículas de alto Z tenha aumentos de dose relativamente pequenos e uma falta de seletividade em relação às células cancerígenas sob a maioria das condições de irradiação clínica. No entanto, nanopartículas de alto Z exibem efeitos radiossensibilizadores muito promissores que não podem ser totalmente explicados por efeitos físicos, sugerindo interações biológicas subjacentes com processos celulares relevantes causados pelas próprias nanopartículas. Especificamente, nanopartículas de alto Z podem danificar diretamente proteínas e vesículas envolvidas em vias de degradação (por exemplo, lisossomos e autofagossomos) e induzir peroxidação lipídica. Os efeitos radiosensibilizadores observados de nanopartículas de alto Z podem ser causados pelas respostas citotóxicas subletais das células cancerígenas aos nanomateriais e são significativamente maiores do que o esperado, com base nos aumentos de dose física em macroscala na deposição de radiação devido à presença de nanomateriais. Esta revisão analisa criticamente os mecanismos biológicos subjacentes que podem contribuir para a melhoria dos efeitos da radiação por esses nanomateriais.