El empaquetado de medicamentos contra el cáncer en partículas de sílice modificada químicamente mejora la capacidad de los medicamentos para combatir el cáncer de piel en ratones. según una nueva investigación. Resultados publicados el 3 de mayo en Revista de la Sociedad Química Estadounidense muestran en línea que las partículas en forma de panal pueden ayudar a los anticuerpos contra el cáncer a prevenir el crecimiento de tumores y prolongar la vida de los ratones.

"Estamos muy entusiasmados con nuestros resultados preliminares, "dijo el bioquímico Chenghong Lei del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía, parte del equipo de científicos de la PNNL y la Universidad de Washington. "Planeamos hacer algunos estudios más amplios con animales. Esperamos que los resultados se mantengan lo suficientemente bien como para llevarlos a ensayos clínicos en algún momento ".

Los anticuerpos contra el cáncer son algunos de los tipos más prometedores de terapias contra el cáncer. Los anticuerpos se dirigen a una proteína particular en las células cancerosas y, de una manera poco conocida, destruyen las células. Los ejemplos incluyen herceptin para una forma de cáncer de mama y cetuximab para el cáncer de colon.

A diferencia de tomar una pastilla, sin embargo, Los tratamientos basados ​​en anticuerpos requieren que los pacientes se administren por goteo intravenoso en el brazo. Estas sesiones cuestan tiempo y dinero, y exponer el tejido sano al anticuerpo, causando efectos secundarios.

El empaquetado de anticuerpos en partículas los concentraría en el tumor y posiblemente reduciría los efectos secundarios. Otras investigaciones han demostrado que las células toleran bien el silicio, animales y personas. Entonces, en colaboración con el grupo del biólogo de tumores Karl Erik Hellstrom en UW, Los científicos exploraron partículas hechas de material llamado sílice mesoporosa contra el cáncer en ratones.

"La naturaleza mesoporosa de la sílice proporciona estructuras en forma de panal que pueden contener muchas moléculas de fármacos individuales, ", dijo el científico de materiales de PNNL, Jun Liu." Hemos estado explorando el material para nuestros problemas energéticos y ambientales, pero parecía un ajuste natural para la administración de medicamentos ".

En trabajos anteriores, el equipo creó partículas que contienen poros hexagonales de tamaño nanométrico que contienen anticuerpos, enzimas u otras proteínas. Además, adornar los poros de sílice con pequeños grupos químicos ayuda a atrapar las proteínas en su interior. Pero no de forma permanente:estas proteínas se filtran lentamente como una cápsula de liberación prolongada.

Los investigadores querían probar si los anticuerpos contra el cáncer empaquetados en sílice mesoporosa modificada serían más efectivos contra los tumores que los anticuerpos de flujo libre.

Para hacerlo Primero modificaron químicamente partículas de sílice mesoporosa de aproximadamente seis a 12 micrómetros (aproximadamente 1/10 del diámetro del cabello humano). Estas partículas contenían poros de unos 30 nanómetros de diámetro. Descubrieron que el alcance y la elección de la modificación química (amina, Grupos de ácido carboxílico o ácido sulfónico:determinaron qué tan rápido se filtraron los anticuerpos, una propiedad que puede explotarse para ajustar partículas a diferentes fármacos.

Pruebas bioquímicas adicionales mostraron que los anticuerpos liberados de las jaulas de sílice parecían ser estructuralmente sólidos y funcionaban correctamente.

Luego probaron las partículas en tumores de ratón en la Universidad de Washington, llenándolos con un anticuerpo llamado anti-CTLA4 que combate muchos cánceres, incluido el melanoma, un cáncer de piel. El equipo inyectó estos anticuerpos empaquetados en tumores de ratón. El equipo también inyectó anticuerpos solos o partículas vacías en otros ratones con tumores.

Los anticuerpos empaquetados ralentizaron mejor el crecimiento de los tumores. El tratamiento se inició cuando los tumores medían unos 27 milímetros cúbicos. Los tumores no tratados crecieron a 200 milímetros cúbicos aproximadamente 5 días después del tratamiento. Los tumores tratados solo con anticuerpos alcanzaron los 200 milímetros cúbicos el día 9, mostrando que los anticuerpos retardan el crecimiento tumoral. Pero los tumores tratados con anticuerpos empaquetados no alcanzaron los 200 milímetros cúbicos hasta el día 30, una mejora significativa con respecto a los anticuerpos solos.

El equipo repitió el experimento y descubrió que el tratamiento también prolongaba la vida de los ratones enfermos. De cinco ratones que habían sido tratados solo con partículas, todos murieron dentro de los 21 días posteriores al tratamiento. Pero de cinco ratones tratados con los anticuerpos empaquetados, tres seguían con vida a los 21 días, y dos a los 34 días, cuando terminó el experimento.

El equipo también midió la cantidad de anticuerpos que quedaban en los tumores. Dos y cuatro días después de la inyección, los investigadores encontraron una cantidad significativamente mayor de anticuerpos en los tumores cuando los anticuerpos habían estado encerrados en las partículas de sílice que cuando los anticuerpos se habían inyectado solos.

El equipo está probando otros pares de anticuerpos y cáncer en ratones, especialmente otros cánceres que forman tumores sólidos como el cáncer de mama. También explorarán cómo los anticuerpos entregados de esta manera inducen al sistema inmunológico a combatir mejor el cáncer.

"Queremos comprender el mecanismo, porque no se sabe mucho sobre cómo los anticuerpos que se filtran lentamente inducen cambios en el sistema inmunológico o en el microambiente del tumor, "dijo Hellstrom.