Una mezcla de fármacos actuales y nanopartículas de carbono muestra potencial para mejorar el tratamiento de los cánceres de cabeza y cuello. especialmente cuando se combina con radioterapia, según una nueva investigación de Rice University y el MD Anderson Cancer Center de la Universidad de Texas.

El trabajo abre un camino para una mayor investigación sobre la terapia personalizada para las necesidades de los pacientes individuales. La terapia utiliza nanopartículas de carbono para encapsular fármacos quimioterapéuticos y secuestrarlos hasta que se entregan a las células cancerosas que deben matar.

Este mes se publicó un artículo sobre la investigación en la revista American Chemical Society. ACS Nano .

La nueva estrategia del químico de Rice James Tour y Jeffrey Myers, profesor de cirugía de cabeza y cuello en MD Anderson, combina paclitaxel (PTX) y Cetuximab (Cet) con grupos de carbono hidrófilos funcionalizados con polietilenglicol, conocido como PEG-HCC.

Cetuximab, el agente objetivo, es un anticuerpo monoclonal humanizado que se une exclusivamente al receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), un receptor de la superficie celular sobreexpresado por el 90 por ciento de los cánceres de células escamosas de cabeza y cuello. Paclitaxel, un agente activo en quimioterapia, se utiliza para tratar el pulmón, ovario cánceres de mama y de cabeza y cuello. En combinación, tienen la capacidad de apuntar y atacar a las células cancerosas.

Debido a que el paclitaxel es hidrofóbico, no se mezcla con agua, las sustancias generalmente se combinan con Cremophor EL, un vehículo a base de aceite de ricino que permite que el compuesto comercializado como Taxol se administre por vía intravenosa a los pacientes.

Excursión, Myers y sus asociados han encontrado una forma sencilla de mezclar PTX y Cetuximab con grupos de carbono que adsorben los ingredientes activos. El nuevo compuesto es soluble en agua y es más eficaz para atacar tumores que el Taxol, al tiempo que evita los efectos tóxicos del paclitaxel y Cremophor en las células sanas adyacentes. ellos escribieron.

"Es muy común administrar esteroides corticales para limitar la respuesta alérgica a Cremophor EL, "dijo Tour, T.T. y W.F. de Rice Cátedra Chao de Química y profesor de ingeniería mecánica y ciencia de los materiales y de informática.

Tour dijo que los elementos Cet / PTX / PEG-HCC se combinan fácilmente. "Demostramos en el artículo que cuando tomamos paclitaxel en nuestros grupos de carbono hidrofílico, podemos entregar estos tan bien como Taxol comercial.

"Pero nunca se puede ingresar al mercado con algo que sea tan bueno como lo que ya existe. Debe ser sustancialmente mejor. Lo bueno de lo que estamos haciendo es que potencialmente podemos usar una cantidad mucho menor del medicamento para quimioterapia. Simplemente eliminar el Cremophor es una ventaja real, " él dijo.

Tour señaló un fármaco de quimioterapia aprobado recientemente que combina paclitaxel con nanopartículas de albúmina, Abraxane, también se muestra prometedor. "Eso funciona bien, pero todavía solo tiene alrededor del 10 por ciento del mercado después de seis o siete años de uso, " él dijo.

Myers, el Profesor Distinguido Hubert L. y Olive Stringer de Investigación del Cáncer en MD Anderson, dijo que la combinación de Cet / PTX / PEG-HCC y radioterapia en pruebas en ratones mostró un aumento significativo en la eliminación de tumores. "Nuestra hipótesis es que PTX, el fármaco de quimioterapia, sensibiliza las células cancerosas a los efectos de la radiación y el Cetuximab / PEG-HCC aumenta el suministro de PTX a las células cancerosas, " él dijo.

A diferencia de Cremophor, Tour dijo, los grupos de carbono mejorados no son tóxicos. Los estudios de biodistribución y toxicidad mostraron que la "gran mayoría" de los PEG-HCC se excretan a través de los riñones. mientras que pequeñas cantidades en el hígado y el bazo de los ratones analizados no mostraron daños en los órganos.

La estrategia surgió de las conversaciones entre Tour y Rice, químico y premio Nobel Richard Smalley, que murió de leucemia en 2005. "Estaba sentado con Rick en MD Anderson mientras lo trataban, y comenzamos a hablar sobre el uso de partículas de carbono para la entrega como transportadores basados ​​en carbono.

"Pero no teníamos nada específico, ", Dijo Tour." Empecé a trabajar en esto sin financiación, y poco después de la muerte de Rick en octubre de 2005, Me reuní con Jeff Myers ".

"Quería establecer un programa multidisciplinario para estudiar terapias basadas en nanopartículas para el cáncer en general, y mas especificamente, cáncer de cabeza y cuello, ", Dijo Myers." En ese momento, El Dr. Garth Powis (profesor y presidente del Departamento de Terapéutica Experimental del MD Anderson) me dirigió al Dr. Mauro Ferrari (ahora presidente del Instituto de Investigación del Hospital Metodista y profesor adjunto de bioingeniería en Rice), quien finalmente me puso en contacto con el Dr. Tour.

"Su entusiasmo por la ciencia y su voluntad de seguir explorando el potencial de las nanopartículas de carbono para tratar a los pacientes con cáncer fue evidente de inmediato, y lanzamos un esfuerzo colaborativo que ha sido bastante productivo, " él dijo.

Myers está satisfecho con lo que el equipo ha logrado hasta ahora. "Este trabajo colaborativo ha 'demostrado el principio' de que las nanopartículas de carbono se pueden utilizar para unir de forma no covalente un fármaco quimioterapéutico con un anticuerpo dirigido que puede administrar el fármaco específicamente a una célula cancerosa, ", dijo." Este principio podría usarse para administrar otros medicamentos a otros tipos de células a través de la orientación específica de los receptores de la superficie celular como un método para aumentar la proporción terapéutica.

"Aunque no soy un experto en estas otras áreas, esto podría tener aplicaciones en enfermedades infecciosas, trastornos neurológicos y enfermedades cardiovasculares, " él dijo.

Tour ve potencial para los usos clínicos de los PEG-HCC para el cáncer de cerebro y las lesiones cerebrales traumáticas, así como para la quimioterapia. pero reconoció que la introducción de tales medicamentos para uso humano está muy lejos. "Para que un fármaco pase por todas las diferentes fases, incluidos los ensayos, por lo general toma de 12 a 14 años y alrededor de $ 1,250 millones, ", dijo." Eso a veces puede acelerarse a través de ensayos experimentales con pacientes que no tienen otras opciones, pero sigue siendo un viaje largo y caro ".

Todavía, dijo que el nuevo trabajo es un gran paso en la dirección correcta. "Este artículo es el punto culminante de seis años de investigación, ", dijo." Todo salió bien. Este es el crescendo aquí mismo."