Aunque los agentes de imagenología basados en nanopartículas dirigidos y las terapias para diagnosticar y tratar el cáncer se están abriendo camino hacia y a través del proceso de ensayos clínicos, los investigadores aún no tienen una buena comprensión de cómo las nanopartículas llegan a los tumores y cómo luego se unen y entran en el tumor objetivo. Para superar ese déficit de conocimiento, dos equipos de investigadores, Ambas partes de la Alianza para la Nanotecnología en el Cáncer han realizado estudios con el objetivo de rastrear las nanopartículas a medida que se mueven a través de los animales vivos.
En un estudio, un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford utilizó puntos cuánticos para estudiar cómo viajan las nanopartículas a través de los vasos sanguíneos tumorales en sujetos de prueba vivos, unirse a objetivos moleculares en la superficie de esos vasos sanguíneos, y luego viajar fuera del torrente sanguíneo hacia el tumor mismo. Sanjiv Sam Gambhir, codirector de uno de los nueve Centros de Excelencia en Nanotecnología del Cáncer del Instituto Nacional del Cáncer (NCI), dirigió este estudio. Él y sus colegas publicaron sus hallazgos en la revista. Pequeña . En un segundo estudio, publicado en la revista ACS Nano , Investigadores de la Alianza Dong Shin, Mostafa El-Sayed, y Shuming Nie, de la Universidad de Emory y el Instituto de Tecnología de Georgia, utilizaron nanocristales de oro dirigidos para estudiar el direccionamiento activo y pasivo de los tumores.
En el estudio de Stanford, El Dr. Gambhir y sus colaboradores explotaron las capacidades de la microscopía intravital, una técnica que permite a los investigadores ver marcadores fluorescentes brillantes a través de la piel de un animal vivo en tiempo real. En esta serie de experimentos, El equipo de Stanford examinó el tráfico de nanopartículas en ratones en los que se permitió que una variedad de diferentes tipos de tumores crecieran en los oídos de los animales. Para el marcador fluorescente, los investigadores utilizaron un punto cuántico emisor de infrarrojo cercano vinculado a RGD, molécula que se sabe que se une estrechamente a una proteína que se encuentra en la superficie de los vasos sanguíneos que rodean a los tumores.
Para su sorpresa, los investigadores encontraron que independientemente del tipo de tumor estudiado, La unión de nanopartículas solo ocurrió cuando agregados de partículas, no partículas individuales, pudieron unirse a múltiples, sitios discretos dentro de un tumor. Los investigadores no pudieron detectar ninguna unión significativa cuando repitieron estos experimentos utilizando puntos cuánticos que carecen de la molécula de dirección RGD. Los investigadores también encontraron que las tasas de unión y los patrones de unión eran consistentes en todos los tipos de tumores. un hallazgo tranquilizador dada la heterogeneidad natural que caracteriza a los cánceres humanos.
Si bien la capacidad de unión parece ser independiente del tipo de tumor, no se puede decir lo mismo de la extravasación, es decir., el tránsito de una nanopartícula fuera del torrente sanguíneo hacia un tumor. Los investigadores señalaron en su artículo que es probable que la forma y el tamaño de las nanopartículas jueguen un papel fundamental en la determinación de cómo una nanopartícula determinada se extravasará en cada tipo particular de tumor.
Mientras tanto, El equipo de Emory-Georgia Tech utilizó nanocristales de oro en forma de varilla vinculados a péptidos dirigidos a tumores para explorar los mecanismos de administración que permiten que las nanopartículas se acumulen en los tumores. Los investigadores utilizaron nanopartículas de oro para poder cuantificar la cantidad de nanopartículas que llegan a los tumores y otros tejidos. El oro no se encuentra de forma natural en los mamíferos, por lo tanto, cualquier oro detectado en un tumor o tejido determinado utilizando la técnica altamente sensible y precisa conocida como espectrometría de masas elemental tendría que provenir de nanopartículas de oro.
Para realizar sus experimentos, Los investigadores crearon tres formulaciones uniendo una de las tres moléculas que apuntan a los tumores a la superficie de las nanovarillas de oro. Luego inyectaron las nanopartículas en animales que tenían tumores humanos implantados, permitió que las nanopartículas circularan por el cuerpo, y midió la cantidad de oro que se acumuló en los tumores implantados y otros tejidos. Los investigadores también repitieron este experimento utilizando nanopartículas de oro sin objetivo. Los resultados fueron sorprendentes en el sentido de que las moléculas de dirección solo aumentaron marginalmente la cantidad de oro que se acumulaba en los tumores.
Los investigadores concluyeron que las nanopartículas de oro diseñadas para ser utilizadas en la terapia fototérmica contra el cáncer deben inyectarse directamente en los tumores en lugar de administrarse por vía intravenosa para lograr la mayor concentración de oro en los tumores. También señalaron en su artículo que estos experimentos sugieren que la unión de la diana no es el paso limitante de la velocidad para la entrega de nanopartículas. sino que el transporte fuera del torrente sanguíneo hacia los tumores es la principal barrera para la acumulación de nanopartículas en los tumores.
