Por décadas, Los investigadores han estado trabajando para desarrollar nanopartículas que administran medicamentos contra el cáncer directamente a los tumores. minimizar los efectos secundarios tóxicos de la quimioterapia. Sin embargo, incluso con lo mejor de estas nanopartículas, sólo alrededor del uno por ciento del fármaco normalmente alcanza su objetivo previsto. Ahora, un equipo de investigadores del MIT, el Instituto de Investigación Médica Sanford-Burnham, y la Universidad de California en San Diego (UCSD) ha diseñado un nuevo tipo de sistema de administración en el que una primera ola de nanopartículas se concentra en el tumor, luego llama a una segunda ola mucho más grande que dispensa el medicamento contra el cáncer. Esta comunicación entre nanopartículas, habilitado por la propia bioquímica del cuerpo, aumentó la administración de fármacos a los tumores en más de 40 veces en un estudio con ratones.
Esta nueva estrategia podría mejorar la eficacia de muchos medicamentos para el cáncer y otras enfermedades. dicen los investigadores. Este equipo multiinstitucional fue dirigido por Sangeeta Bhatia del MIT, quien también es miembro del MIT-Harvard Center of Cancer Nanotechnology Excellence, parte de la Alianza para la Nanotecnología en el Cáncer del Instituto Nacional del Cáncer. Esta investigación se describe en un artículo publicado en la revista Nature Materials. Michael Sailor de UCSD y Erkki Ruoslahti del Instituto Sanford Burnham, ambos miembros de alto nivel de la Alianza para la Nanotecnología en el Cáncer, también participó en este estudio.
La Dra. Bhatia y sus colaboradores se inspiraron en sistemas biológicos complejos en los que muchos componentes trabajan juntos para lograr un objetivo común. Por ejemplo, el sistema inmunológico funciona a través de una cooperación altamente orquestada entre muchos tipos diferentes de células. En este caso, El enfoque del equipo se basa en la cascada de coagulación sanguínea, una serie de reacciones que comienza cuando el cuerpo detecta una lesión en un vaso sanguíneo. Las proteínas en la sangre conocidas como factores de coagulación interactúan en una compleja cadena de pasos para formar hebras de fibrina, que ayudan a sellar el sitio de la lesión y previenen la pérdida de sangre.
Para aprovechar el poder de comunicación de esa cascada, los investigadores necesitaban dos tipos de nanopartículas:señalización y recepción. Partículas de señalización, que componen la primera ola, salir del torrente sanguíneo y llegar al sitio del tumor a través de pequeños orificios en los vasos sanguíneos con fugas que generalmente rodean a los tumores (esta es la misma forma en que la mayoría de las nanopartículas objetivo llegan a su destino). Una vez en el tumor, esta primera ola de partículas hace que el cuerpo crea que se ha producido una lesión en el sitio del tumor, ya sea emitiendo calor o uniéndose a una proteína que desencadena la cascada de la coagulación.
Las partículas receptoras están recubiertas de proteínas que se unen a la fibrina, lo que los atrae al lugar de la coagulación de la sangre. Esas partículas de la segunda ola también llevan una carga útil de drogas, que liberan una vez que llegan al tumor.
En un estudio de ratones, un sistema de sistemas de nanopartículas comunicantes entregó 40 veces más doxorrubicina, un agente anticanceroso ampliamente utilizado, que las nanopartículas no comunicantes. Los investigadores también vieron un efecto terapéutico correspondientemente amplificado en los tumores de ratones tratados con nanopartículas comunicantes.
Para allanar el camino para posibles ensayos clínicos y aprobación regulatoria, La Dra. Bhatia y sus colegas ahora están explorando formas de reemplazar componentes de estos nanosistemas cooperativos con medicamentos que ya se están probando en pacientes. Por ejemplo, los medicamentos que inducen la coagulación en los sitios del tumor podrían reemplazar las partículas de señalización probadas en este estudio.
Este trabajo, que se detalla en un documento titulado, "Nanopartículas que se comunican in vivo para amplificar la orientación tumoral, "fue apoyado en parte por la Alianza del NCI para la Nanotecnología en el Cáncer, una iniciativa integral diseñada para acelerar la aplicación de la nanotecnología a la prevención, diagnóstico, y tratamiento del cáncer.
