As mitocôndrias, como centro energético e núcleo da regulação da apoptose nas células, são alvos importantes para o tratamento preciso de tumores. A administração direta de fármacos ou ácidos nucleicos às mitocôndrias pode induzir eficazmente a morte de células tumorais e superar a resistência a medicamentos. No entanto, as nanopartículas precisam atravessar múltiplas barreiras biológicas in vivo para alcançar as mitocôndrias. Portanto, é crucial desenvolver nanomateriais direcionados às mitocôndrias que possam atravessar eficientemente múltiplas camadas de barreiras. Nanopartículas de ouro São consideradas uma plataforma ideal para terapia direcionada às mitocôndrias devido à sua estrutura estável, excelente desempenho fototérmico e fácil modificação da superfície. No entanto, atualmente há uma carência de estudos comparativos sistemáticos em nível subcelular in vivo.

Em 17 de fevereiro de 2026, a revista Advanced Materials relatou que pesquisadores desenvolveram um sistema de triagem in vivo de alto rendimento baseado em códigos de barras de DNA, que pode avaliar simultaneamente a distribuição de múltiplas nanopartículas de ouro nos níveis de órgão, tipo celular e mitocondrial, possibilitando a triagem rápida de bibliotecas de materiais.

O estudo verificou inicialmente a estabilidade e a confiabilidade do sistema de código de barras de DNA in vitro. Seis nanopartículas de ouro modificadas com PEG/TPP mantiveram a estabilidade do código de barras sob diferentes condições de pH, soro e oscilação, sem afetar a captação celular e a localização mitocondrial. Posteriormente, a pesquisa expandiu-se para uma biblioteca de materiais contendo 30 tipos de nanopartículas de ouro, abrangendo cinco morfologias (esfera, bastonete, triângulo, cubo, bipirâmide), dois tamanhos (40/80 nm) e três tipos de ligantes direcionados a tumores (FA, HA, RGD). Ao injetar uma biblioteca mista de materiais em modelos tumorais subcutâneos, in situ e contralaterais, os pesquisadores obtiveram mais de 1000 dados in vivo em nível de tecido, subpopulação celular e mitocôndria.

Os resultados mostraram que a capacidade de direcionamento mitocondrial está altamente correlacionada com o acúmulo tumoral, e um único fator (morfologia, tamanho ou ligante) não é suficiente para determinar a expressão final, sendo necessário que múltiplos parâmetros atuem em conjunto. Os dois tipos de materiais com melhor desempenho foram cubos de grande tamanho (CL-FA) e partículas esféricas de grande tamanho (PL-FA).

Na validação do tratamento, os pesquisadores escolheram o CL-FA como material candidato, carregado com siATP6 direcionado às mitocôndrias e combinado com terapia fototérmica suave (aproximadamente 47-48 °C). Os resultados mostraram que um único tratamento pode alcançar 99% de supressão tumoral, acompanhado por danos mitocondriais significativos, diminuição dos níveis de ATP e aumento da apoptose celular. Ao mesmo tempo, os macrófagos associados ao tumor (TAMs) se transformam de M2 imunossupressores para M1 imunoativadores, remodelando o microambiente imunológico do tumor. Tanto a análise histológica quanto o monitoramento do peso celular indicam que essa estratégia de tratamento apresenta boa segurança.

Esta plataforma pode ser usada não apenas para a triagem rápida de materiais direcionados à mitocôndria, mas também para analisar o comportamento de nanopartículas em diferentes subpopulações celulares, fornecendo uma ferramenta poderosa para a nanomedicina de precisão.
Título da publicação: Análise subcelular in vivo de alto rendimento de nanopartículas de ouro para direcionamento mitocondrial de tumores