(Phys.org) —Los investigadores alemanes han desarrollado un esquema para la preparación de nanopartículas que ofrecen un sistema muy versátil para la administración de fármacos dirigidos directamente a diversos tipos de células tumorales.

Las nanopartículas tienen unas dimensiones de unas millonésimas de milímetro, y por lo tanto son lo suficientemente pequeños para conquistar células. Esta propiedad abre nuevas oportunidades en la lucha contra el cáncer, que actualmente son objeto de una intensa investigación. Un equipo de LMU dirigido por el profesor Christoph Bräuchle y el profesor Thomas Bein ha desarrollado una plataforma altamente adaptable para la producción de nanopartículas que se pueden utilizar como "nanoferrias" para la entrega dirigida de una variedad de cargas de fármacos a varios tipos de células cancerosas. El sistema se describe en un artículo que acaba de aparecer en la revista. Nano letras .

Sobre todo, el nuevo enfoque permite fabricar nanopartículas diseñadas a medida para tareas particulares. "Las partículas pueden cargarse fácilmente con una variedad de agentes químicos y equiparse con etiquetas reconocidas por tipos de células específicos. Por lo tanto, se unen específicamente a ciertas células cancerosas y liberan su carga solo después de que las células las absorben, "dice Christoph Bräuchle quien, como su colaborador Thomas Bein, es miembro de la Nanosystems Initiative Munich (NIM), un Clúster de Excelencia. Por tanto, el sistema proporciona un medio para transportar fármacos anticancerosos directa y específicamente a las células tumorales.

El uso de nanopartículas como vehículos de reparto asegura que su carga ejerza su efecto solo dentro de las células objetivo. Los compuestos utilizados en la quimioterapia contra el cáncer suelen ser muy tóxicos para muchos tipos de células. por lo que la focalización es crucial si se quiere minimizar el daño colateral a las células espectadoras sanas. Por lo tanto, la focalización eficiente reduce significativamente el riesgo de efectos secundarios graves, permitiendo al mismo tiempo que se reduzca la dosis requerida para una respuesta clínica significativa.

Sistemas de transporte inteligentes

Las nanopartículas inteligentes capaces de administrar fármacos dirigidos deben cumplir una serie de criterios. Deben tener una alta capacidad de carga, y necesitan una envoltura que sea compatible con las membranas biológicas y puedan presentar ligandos que se unan a receptores específicos en las células diana. Una vez que las partículas han entrado en la celda, deben ser estimulados por algún tipo de señal para liberar su cargamento químico. "Es extremadamente difícil diseñar una partícula que cumpla con todos estos criterios a la vez. Pero ahora hemos desarrollado un sistema que, en principio, logra este objetivo, y proporciona una plataforma de aplicación general que es compatible con diferentes cargas y células objetivo, "dice Thomas Bein.

El sistema se basa en nanopartículas de dióxido de silicio mesoporoso, que se puede biodegradar de forma segura y cuyos poros ofrecen un gran volumen de almacenamiento para la carga. Se adjunta un fotosensibilizador a la superficie de la partícula, y la carga de droga se carga en los poros. Luego, cada partícula se encierra en una bicapa lipídica similar a la membrana plasmática de una célula típica. A continuación, se inserta en la bicapa un ligando reconocido por receptores que se encuentran en tipos específicos de células cancerosas. En el nuevo trabajo el equipo probó ligandos específicos para hepatoma o células de cáncer de cuello uterino. La activación del fotosensibilizador con luz roja provoca una ruptura de la envoltura lipídica y, por tanto, una liberación de carga.

"Que el fotosensibilizador responde a la luz roja en lugar de a la azul utilizada en experimentos anteriores, es un avance importante. La luz roja es menos tóxica para las células y penetra más profundamente en los tejidos. "dice Veronika Weiss, cuya contribución al estudio formará parte de su tesis doctoral. Su colega Alexandra Schmidt añade:"Otro punto crítico es que el fotosensibilizador está unido directamente al portador del fármaco, de modo que sus efectos se localizan en las inmediaciones de la propia nanopartícula, y no tienen un impacto destructivo en regiones más grandes del interior de la célula ".

El nuevo estudio representa un paso más para una asociación a largo plazo de gran éxito. En 2010, la misma colaboración desarrolló el método básico para desencadenar la liberación de carga de nanopartículas después de su absorción por las células objetivo.