Para una terapia eficaz contra el cáncer con pocos efectos secundarios, el fármaco activo debe alcanzar selectivamente una alta concentración en el tumor. En el diario Angewandte Chemie , los científicos han introducido un nuevo enfoque, en el que dos componentes farmacológicos sinérgicos se combinan en un dímero. Este dímero se puede incorporar en nanotransportadores poliméricos a una concentración excepcionalmente alta. Los componentes se activan cuando el dímero se divide dentro del tumor. Además, permiten el uso de dos técnicas de imagen diferentes.

Las micelas poliméricas son los nanotransportadores más importantes utilizados en el tratamiento de tumores. A pesar de los sistemas de transporte mejorados, aún deben superarse muchos desafíos:carga insuficiente, liberación prematura de la droga, sin capacidad para monitorear la distribución de la droga, y acumulación limitada del fármaco dentro del tejido tumoral. Longjiang Zhang, Guizhi Zhu, Xiaoyuan Chen, y su equipo ha abordado estos problemas desde la otra dirección. En lugar de mejorar el transportador, mejoraron la carga.

Los científicos de los Institutos Nacionales de Salud de Bethesda, ESTADOS UNIDOS, y la Universidad de Nanjing, Porcelana, han utilizado un truco simple pero eficaz:conectaron dos drogas, camptotecina y un fotosensibilizador especial, para hacer un dímero. Las micelas pueden cargarse de manera muy eficiente con una cantidad inusualmente grande de carga dimérica (59%). Los dímeros son menos hidrófilos que sus componentes individuales, permitiendo que se introduzcan más fácilmente en el interior hidrofóbico de las micelas. Por la misma razón, los dímeros no salen de las micelas cuando viajan a través de los vasos sanguíneos. Esto reduce los efectos secundarios indeseables.

Ambos componentes del dímero inicialmente inactivo están conectados por un puente disulfuro que solo puede romperse mediante una cascada de reacción dependiente de glutatión. El glutatión es una proteína pequeña que está presente en alta concentración en muchos tumores. Ambos medicamentos solo se activan después de que el dímero se divide dentro de las células tumorales.

Cuando el área del tumor se irradia con luz láser, el fotosensibilizador convierte el oxígeno normal en oxígeno singlete altamente reactivo, que daña la célula y provoca una deficiencia de oxígeno. La camptotecina inhibe el factor 1α, que ayuda a las células a resistir la deficiencia de oxígeno. Esto aumenta el efecto citotóxico del fotosensibilizador. Otro efecto de la camptotecina es que daña el ADN de las células tumorales.

Además, el fotosensibilizador es un tinte fluorescente y puede unirse al radioisótopo cobre-64, que permite la visualización tanto con imágenes de fluorescencia como con tomografía por emisión de positrones (PET). El PET cuantitativo permite un control preciso del dímero, así como la confirmación de su farmacocinética y biodistribución in vivo.

Los experimentos con cultivos celulares y ratones tumorales demostraron que este nuevo método mejoró significativamente el transporte y la acumulación del fármaco en los tumores con significativamente menos efectos secundarios. mientras que encoge el tumor en un grado significativamente mayor que la administración de los componentes individuales no unidos.