Hace nueve años, Los científicos del Instituto de Neurocirugía Maxine Dunitz de Cedars-Sinai detectaron un cambio sutil que se produce en la composición molecular del tipo más agresivo de tumores cerebrales. glioblastoma multiforme. Con más estudio, encontraron que una proteína específica llamada laminina-411 juega un papel importante en la capacidad de un tumor para construir nuevos vasos sanguíneos para apoyar su crecimiento y diseminación. Pero entonces no existía tecnología para bloquear esta proteína.
Ahora, empleando nueva tecnología de ingeniería de medicamentos que es parte de una ciencia avanzada llamada nanomedicina, el equipo de investigación ha creado un fármaco "nanobioconjugado" que puede administrarse mediante inyección intravenosa y transportarse en la sangre para atacar el tumor cerebral. Está diseñado para penetrar específicamente en la pared de las células tumorales, entrando en endosomas, compartimentos móviles dentro de las células.
A medida que maduran los endosomas, se vuelven ácidos (pH bajo), y un componente químico del fármaco se activa en este punto, romper las membranas de los endosomas. Los medicamentos liberados bloquean la producción de laminina-411 por parte de las células tumorales, la proteína "maligna" de los nuevos vasos tumorales. Por su naturaleza, el fármaco no es tóxico para las células no tumorales; Los efectos secundarios asociados con la quimioterapia convencional no son un problema con esta clase de medicamentos.
Se cree que este enfoque es el primero de su tipo:la primera aplicación de una unidad de escape de endosoma dependiente del pH en medicamentos administrados por vía intravenosa para el tratamiento del cáncer de cerebro, como se informa en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias . Los estudios en ratones de laboratorio muestran que este sistema permite que se acumulen grandes cantidades de fármaco antitumoral en los tumores, retardando significativamente el crecimiento de nuevos vasos y los propios tumores. Los tumores en los animales tratados con el fármaco eran un 90 por ciento más pequeños que los de un grupo de control.
Gliomas, un tipo de tumores cerebrales malignos, son extremadamente difíciles de tratar. Su tendencia a extenderse al tejido cerebral sano y su capacidad para reaparecer en lugares distantes los hace virtualmente imposibles de extirpar quirúrgicamente por completo. Resisten la quimioterapia y la radioterapia, y el cerebro mismo está "protegido" por la barrera hematoencefálica y los mecanismos del sistema inmunológico que frustran la mayoría de las terapias.
El sistema desarrollado en Cedars-Sinai, un nanobioconjugado, parece superar los principales obstáculos para el tratamiento farmacológico de tumores cerebrales. Los nanoconjugados son la última evolución de fármacos moleculares diseñados para ingresar a las células y alterar específicamente los objetivos definidos dentro de ellas. Como sugiere el término "bioconjugado, "Estos sistemas contienen" módulos "químicos unidos (conjugados) a un vehículo de suministro mediante fuertes enlaces químicos. Dichos enlaces evitan que los componentes se dañen o se separen en los tejidos o el plasma sanguíneo durante el tránsito. Pero con la ingeniería de fármacos inventiva, el componente antitumoral se activa directamente dentro de las células tumorales.
Un nanoconjugado existe como una sola unidad química, con sus componentes realizando tareas críticas en una secuencia predeterminada y atacando varios objetivos simultáneamente. El asalto final a una célula tumoral depende de un complejo, cadena bien coreografiada de eventos bioquímicos, tales como:penetrar la barrera hematoencefálica y la barrera hematoencefálica tumoral; específicamente dirigido a células tumorales; impregnando las paredes de los vasos sanguíneos y las células tumorales; liberación de fármacos antitumorales en el lugar y el momento adecuados; y mecanismos de desmantelamiento que ayudan al crecimiento de los vasos sanguíneos que alimentan los tumores.
"Este nanobioconjugado es diferente de los medicamentos de nanomedicina anteriores porque administra y libera medicamentos antitumorales dentro de las células tumorales, no solo en el sitio de un tumor, "dijo la científica investigadora Julia Y. Ljubimova, MARYLAND., Doctor., autor principal del artículo. Dirige el Laboratorio de Entrega de Fármacos y Nanomedicina en el Departamento de Neurocirugía de Cedars-Sinai. Otros contribuyentes importantes a este estudio y al artículo incluyen:Hui Ding, Doctor., y Eggehard Holler, Doctor., farmacia, bioquímicos e inmunólogos. Holler está afiliado tanto a Cedars-Sinai como a la Universidad de Regensburg en Alemania.
La droga de Cedars-Sinai, una macromolécula de 20 a 30 nanómetros de tamaño, se basa en una forma altamente purificada de ácido polimálico derivado del organismo unicelular Physarum polycephalum. Cuando el nanoconjugado haya cumplido su cometido, el cuerpo lo digiere completamente, sin dejar residuos nocivos.
"Según nuestros estudios, este nanoconjugado parece ser una plataforma de administración segura y eficiente que también puede ser apropiada en el tratamiento de enfermedades degenerativas del cerebro y una amplia gama de otros trastornos. Se degrada inofensivamente a dióxido de carbono y agua. no tóxico para el tejido normal, y, a diferencia de algunas drogas, no es inmunogénico, lo que significa que no estimula el sistema inmunológico hasta el punto de provocar reacciones alérgicas que pueden ir desde tos leves o erupciones hasta repentinas, síntomas potencialmente mortales, ", Dijo Ljubimova. Los investigadores anticipan que los ensayos clínicos en humanos del fármaco comenzarán en un futuro próximo.
