La combinación de dos estrategias diseñadas para mejorar los resultados del tratamiento del cáncer (fármacos antiangiogénicos y nanomedicinas) solo puede tener éxito si se utilizan las nanomedicinas más pequeñas. Un nuevo estudio de investigadores del Hospital General de Massachusetts (MGH), apareciendo en Nanotecnología de la naturaleza , encuentra que la normalización de los vasos sanguíneos dentro de los tumores, que mejora la administración de medicamentos quimioterapéuticos estándar, puede bloquear el suministro de moléculas de nanoterapia más grandes.

"Descubrimos que la normalización vascular solo aumenta la administración de las nanomedicinas más pequeñas a las células cancerosas, "dice Vikash P. Chauhan, del Laboratorio Steele de Biología Tumoral del Departamento de Oncología Radioterápica del MGH, autor principal del informe. "También demostramos que las nanomedicinas más pequeñas son intrínsecamente mejores que las nanomedicinas más grandes para penetrar tumores, lo que sugiere que las nanomedicinas más pequeñas pueden ser ideales para la terapia del cáncer ".

Los tumores necesitan generar su propio suministro de sangre para seguir creciendo. pero los vasos que irrigan los tumores tienden a estar desorganizados, sobredimensionado y con fugas. Esto no solo previene la administración de medicamentos de quimioterapia a las células que no están cerca de los vasos del tumor, pero la fuga de plasma fuera de los vasos sanguíneos aumenta la presión dentro del tumor, reduciendo aún más la capacidad de los fármacos para penetrar en los tumores. El tratamiento con fármacos que inhiben la angiogénesis, el proceso mediante el cual se generan nuevos vasos, reduce algunas de estas anomalías. un proceso llamado normalización vascular que se ha demostrado que mejora el tratamiento de algunos cánceres con medicamentos de quimioterapia estándar.

En realidad, las nanomedicinas están diseñadas para explotar la anomalía de los vasos tumorales. Mientras que las moléculas de los medicamentos de quimioterapia estándar miden aproximadamente un nanómetro (una milmillonésima parte de un metro), las moléculas de nanomedicina son de 10 a 100 veces más grandes, demasiado grande para penetrar los poros de los vasos sanguíneos en los tejidos normales, pero lo suficientemente pequeño como para atravesar los poros de gran tamaño de los vasos tumorales. Dado que el tamaño de las nanomedicinas debería mantenerlas fuera de los tejidos normales, se recetan para reducir los efectos secundarios negativos de la quimioterapia.

El estudio actual fue diseñado para investigar si el uso de fármacos antiangiogénicos para normalizar la vasculatura tumoral mejoraría o impediría la administración de nanomedicinas a las células tumorales. En estudios que utilizaron un modelo de ratón de cáncer de mama, los investigadores confirmaron primero que el tratamiento con DC101, un anticuerpo contra una molécula esencial para el crecimiento de los vasos sanguíneos, disminuyó temporalmente el diámetro de los vasos sanguíneos del tumor agrandados. Luego demostraron que esta normalización vascular mejoraba la penetración en los tumores de partículas de 12 nanómetros, pero no de moléculas de 60 o 125 nanómetros.

Un modelo matemático preparado por el equipo de MGH predijo que, mientras que los poros anormalmente grandes en las paredes de los vasos sanguíneos del tumor conducen a un aumento de la presión dentro del tumor que impide la entrada de medicamentos, la reducción del tamaño de los poros mediante el tratamiento antiangiogénico aliviaría la presión intratumoral, permitiendo la entrada de aquellas moléculas que encajan por los poros más pequeños. Para probar esta predicción, trataron ratones con tumores de mama implantados con DC101 y Doxil, una versión de 100 nanómetros del fármaco de quimioterapia doxorrubicina, o con DC101 y Abraxane, una versión de 10 nanómetros de paclitaxel. Aunque el tratamiento con ambos quimioterapéuticos retrasó el crecimiento tumoral, La normalización vascular con DC101 mejoró la eficacia solo de Abraxane y no tuvo ningún efecto sobre el tratamiento con Doxil.

"Actualmente se utilizan o se encuentran en ensayos clínicos una variedad de nanomedicinas contra el cáncer, "dice Chauhan, quien es un estudiante de posgrado en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard (SEAS). “Nuestros hallazgos sugieren que la combinación de nanomedicinas más pequeñas con terapias antiangiogénicas puede tener un efecto sinérgico y que las nanomedicinas más pequeñas deberían penetrar inherentemente en los tumores más rápido que las nanomedicinas más grandes, debido a los principios físicos que gobiernan la penetración de las drogas. Si bien parece que el desarrollo futuro de las nanomedicinas debería centrarse en hacerlas pequeñas (alrededor de 12 nanómetros de tamaño), también necesitamos investigar formas de mejorar la entrega de las nanomedicinas más grandes que se utilizan actualmente ".

"Los agentes antiangiogénicos se prescriben a un gran número de pacientes con cáncer en combinación con terapias convencionales, "explica Rakesh K. Jain, Doctor, director del Steele Lab y autor principal y correspondiente del Nanotecnología de la naturaleza reporte. "Nuestro estudio proporciona directrices sobre cómo combinar los fármacos antiangiogénicos con nanoterapéuticos". Jain es profesor Cook de Oncología Radioterápica (Biología de Tumores) en la Facultad de Medicina de Harvard.