(PhysOrg.com):cuando se carga con un medicamento contra el cáncer, un sistema de administración basado en un material novedoso llamado nanoesponja es de tres a cinco veces más eficaz para reducir el crecimiento tumoral que la inyección directa.

Esa es la conclusión de un artículo publicado en la edición del 1 de junio de la revista. Investigación sobre el cáncer .

"Los sistemas eficaces de administración de fármacos dirigidos han sido un sueño durante mucho tiempo, pero se han visto frustrados en gran medida por la compleja química que está involucrada. "dice Eva Harth, profesor asistente de química en Vanderbilt, que desarrolló el sistema de administración de nanoesponjas. "Hemos dado un paso significativo hacia la superación de estos obstáculos".

El estudio fue una colaboración entre el laboratorio de Harth y el de Dennis E. Hallahan, ex profesor de oncología radioterápica en Vanderbilt que ahora está en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington. Los autores correspondientes son Harth y Roberto Diaz en la Universidad de Emory, que estaba trabajando en el laboratorio de Hallahan cuando se realizaron los estudios.

Para visualizar el sistema de administración de Harth, imagina hacer pequeñas esponjas del tamaño de un virus, llenándolos con un fármaco y uniendo "enlazadores" químicos especiales que se unen preferentemente a una característica que se encuentra sólo en la superficie de las células tumorales y luego inyectándolas en el cuerpo. Las diminutas esponjas circulan por el cuerpo hasta que encuentran la superficie de una célula tumoral donde se adhieren a la superficie (o son absorbidas por la célula) y comienzan a liberar su potente carga de una manera controlable y predecible.

Los sistemas de administración dirigida de este tipo tienen varias ventajas básicas:debido a que el fármaco se libera en el tumor en lugar de circular ampliamente por el cuerpo, debería ser más eficaz para una dosis determinada. También debería tener menos efectos secundarios dañinos porque cantidades más pequeñas del medicamento entran en contacto con el tejido sano.

"Llamamos al material nanoesponja, pero en realidad es más como una red tridimensional o un andamio, "dice Harth. La columna vertebral es una gran longitud de poliéster. Se mezcla en una solución con pequeñas moléculas llamadas reticuladores que actúan como pequeños ganchos de agarre para unir diferentes partes del polímero. El efecto neto es formar partículas de forma esférica llenas con cavidades donde se pueden almacenar moléculas de fármaco. El poliéster es biodegradable, por lo que se degrada gradualmente en el cuerpo. Como lo hace, libera la droga que transporta de una manera predecible.

"La liberación predecible es una de las principales ventajas de este sistema en comparación con otros sistemas de suministro de nanopartículas en desarrollo, "dice Harth. Cuando alcanzan su objetivo, muchos otros sistemas descargan la mayor parte de su droga de manera rápida e incontrolable. Esto se denomina efecto de explosión y dificulta la determinación de los niveles de dosificación efectivos.

Otra gran ventaja es que las partículas de nanoesponjas son solubles en agua. La encapsulación del fármaco contra el cáncer en la nanoesponja permite el uso de fármacos hidrófobos que no se disuelven fácilmente en agua. En la actualidad, estos medicamentos deben mezclarse con otro químico, llamado reactivo adyuvante, que reduce la eficacia del fármaco y puede tener efectos secundarios adversos.

También es posible controlar el tamaño de las partículas de nanoesponjas. Variando la proporción de reticulante a polímero, las partículas de nanoesponjas pueden hacerse más grandes o más pequeñas. Esto es importante porque la investigación ha demostrado que los sistemas de administración de fármacos funcionan mejor cuando tienen menos de 100 nanómetros, sobre la profundidad de los hoyos en la superficie de un disco compacto. Las partículas de nanoesponjas utilizadas en el estudio actual tenían un tamaño de 50 nanómetros. "La relación entre el tamaño de las partículas y la eficacia de estos sistemas de administración de fármacos es objeto de una investigación activa, "dice Harth.

La otra gran ventaja del sistema de Harth es la química simple requerida. Los investigadores han desarrollado métodos de "química de clic" de alto rendimiento para hacer las partículas de nanoesponja y para unir los enlazadores, que están hechos de péptidos, moléculas biológicas relativamente pequeñas construidas mediante la unión de aminoácidos. "Muchos otros sistemas de administración de fármacos requieren una química complicada que será difícil de ampliar para la producción comercial, pero lo hemos tenido en cuenta continuamente, "Dice Harth.

El péptido de direccionamiento utilizado en los estudios con animales fue desarrollado por el laboratorio Hallahan, que también probó la eficacia del sistema en ratones portadores de tumores. El péptido utilizado en el estudio es uno que se une selectivamente a los tumores que han sido tratados con radiación.

El fármaco utilizado para los estudios en animales fue el paclitaxel (el nombre genérico del fármaco Taxol) que se utiliza en la quimioterapia contra el cáncer. Los investigadores registraron la respuesta de dos tipos de tumores diferentes, el cáncer de mama humano de crecimiento lento y el glioma de ratón de acción rápida, a las inyecciones únicas. En ambos casos, encontraron que aumentaba la muerte de las células cancerosas y retrasaba el crecimiento del tumor "de una manera superior a los enfoques de quimioterapia conocidos".

El siguiente paso es realizar un experimento con inyecciones repetidas para ver si el sistema de nanoesponjas puede detener y revertir el crecimiento del tumor. Harth también planea realizar los estudios de toxicidad más completos en su sistema de administración de nanopartículas que se requieren antes de que pueda usarse en ensayos clínicos.