(PhysOrg.com) - Aproximadamente cada tres días, Colleen Alexander, un estudiante graduado de química, alimenta las células que causan un tipo mortal de cáncer de cerebro. Es un ritual que implica evaluar la salud de las células bajo un microscopio, lavando las células muertas con una solución especial e inculcando un medio limpio que nutrirá las células vivas y generará otras nuevas. En algún momento, estas células serán sometidas a agentes de quimioterapia adheridos a nanopartículas de oro.
Es una idea revolucionaria para un sistema de administración de fármacos moleculares desarrollado por dos químicos de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Syracuse que han combinado sus muy diferentes áreas de especialización. Su trabajo apareció recientemente en la Revista del Instituto Nacional del Cáncer (NCI) en un artículo de noticias que destaca el creciente enfoque del NCI en el uso de la nanotecnología para diagnosticar y tratar el cáncer. Es un área de investigación en la que el NCI está invirtiendo $ 30 millones por año, nacionalmente, durante los próximos cinco años.
La idea de unir moléculas de fármacos de quimioterapia a nanopartículas hechas de oro se desarrolló a partir de una serie de conversaciones en los pasillos y "qué pasaría si" entre James Dabrowiak y Mathew Maye. Ambos son miembros del Departamento de Química de la universidad y del Instituto de Biomateriales de Syracuse, que proporciona instalaciones de laboratorio altamente especializadas para su trabajo.
Dabrowiak ha dedicado la mayor parte de su carrera a la investigación de medicamentos contra el cáncer y es el Ph.D. de Alexander. consejero de la facultad. La experiencia de Maye radica en la nanotecnología. Utiliza métodos biomiméticos para ensamblar nanomateriales. Biomimético significa usar ADN para hacer que las nanopartículas imiten la naturaleza.
“Puede poner una enorme cantidad de pequeñas moléculas de fármaco en una sola nanopartícula, ”Dice Dabrowiak. "Eso da como resultado concentraciones muy altas del fármaco que ingresan a las células cancerosas, haciendo que el fármaco sea un agente asesino más eficaz con menos efectos secundarios ".
El truco está en encontrar la forma más eficaz de construir las nanopartículas cargadas de fármacos. Ahí es donde entra en juego la experiencia de Maye. Su laboratorio ha desarrollado una forma de unir ADN a nanopartículas de oro. Las moléculas del fármaco se adhieren a las nanopartículas recubiertas de ADN, codificado para atraer tipos específicos de drogas. Una vez que se adjunta el medicamento, la superficie de la nanopartícula está cubierta con materiales inertes para evitar que el sistema inmunológico ataque la nanopartícula como un invasor extraño antes de que llegue al tumor.
"La nuestra es una forma completamente diferente de diseñar un sistema de administración de fármacos moleculares, "Dice Maye. “El método que usamos para unir moléculas de fármacos al ADN es una parte única del sistema. Es un área de investigación que nadie está explorando ".
Además de administrar una mayor concentración de medicamentos a las células cancerosas individuales, los científicos dicen que las nanopartículas podrían ser potencialmente más eficientes para ingresar a los tumores que los sistemas de administración de fármacos actuales. Debido a su rápido crecimiento, los tumores están menos densamente empaquetados y son más porosos que los tejidos sanos. Las moléculas del fármaco son pequeñas y tienden a filtrarse por los poros. reducir el efecto de la droga sobre el tumor. A diferencia de, las nanopartículas más grandes tienden a atascarse dentro de los poros, permitiendo que el fármaco tenga más tiempo para penetrar en el tumor.
“Las nanopartículas son atrapadas más fácilmente por los tumores que por el tejido normal, ”Dice Dabrowiak. “Más fármaco ingresa a los tumores y menos al tejido sano, lo que conduce a menos efectos secundarios para los pacientes ".
El objetivo final de los científicos es desarrollar "nanopartículas inteligentes" que solo busquen células cancerosas, dejando intactas las células y tejidos sanos. “Podemos unir varios tipos de moléculas a una sola nanopartícula, incluyendo partículas que reconocen características específicas de las células cancerosas, "Dice Maye. "Nuestro objetivo es desarrollar sistemas inteligentes de administración de nanopartículas para los medicamentos de quimioterapia existentes".
