Estas imágenes muestran la retención de doxorrubicina y ND-DOX en el tejido cerebral, con imágenes microscópicas de luz (filas superiores) e imágenes de fluorescencia que detectan la fluorescencia generada a partir de la doxorrubicina (filas inferiores). Las imágenes muestran la distribución de doxorrubicina no modificada y ND-DOX después de la administración mejorada por convección (CED) a las 6, dieciséis, 24 y 72 horas.
(Phys.org) —Los investigadores del Jonsson Comprehensive Cancer Center de UCLA han desarrollado un innovador sistema de administración de fármacos en el que se utilizan partículas diminutas llamadas nanodiamantes para transportar fármacos de quimioterapia directamente a los tumores cerebrales. Se descubrió que el nuevo método da como resultado una mayor eficacia en la eliminación del cáncer y menos efectos secundarios dañinos que los tratamientos existentes.
La investigación, publicado en el número avanzado en línea de la revista revisada por pares Nanomedicina:Nanotecnología, Biología y Medicina , fue una colaboración entre Dean Ho de la Facultad de Odontología de UCLA y colegas del Hospital de Niños Lurie de Chicago y la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern. Ho codirige el Centro Weintraub de Biotecnología Reconstructiva de Odontología de UCLA y es profesor en la división de biología y medicina oral. la división de prostodoncia avanzada, y el departamento de bioingeniería.
El glioblastoma es el tipo de tumor cerebral más común y letal. A pesar del tratamiento con cirugía, radiación y quimioterapia, el tiempo medio de supervivencia de los pacientes con glioblastoma es de menos de un año y medio. Los tumores son notoriamente difíciles de tratar, en parte porque los medicamentos de quimioterapia inyectados solos a menudo no pueden penetrar el sistema de vasos sanguíneos protectores que rodean el cerebro, conocida como la barrera hematoencefálica. Y los medicamentos que cruzan la barrera no permanecen concentrados en el tejido tumoral el tiempo suficiente para ser efectivos.
La droga doxorrubicina, un agente de quimioterapia común, se ha mostrado prometedor en una amplia gama de cánceres, y ha servido como fármaco modelo para el tratamiento de tumores cerebrales cuando se inyecta directamente en el tumor. El equipo de Ho desarrolló originalmente una estrategia para unir fuertemente moléculas de doxorrubicina a superficies de nanodiamantes, creando una sustancia combinada llamada ND – DOX.
Los nanodiamantes son partículas a base de carbono de aproximadamente 4 a 5 nanómetros de diámetro que pueden transportar una amplia gama de compuestos farmacológicos. Y si bien las proteínas de las células tumorales pueden expulsar la mayoría de los medicamentos contra el cáncer que se inyectan en la célula antes de que esos medicamentos tengan tiempo de actuar, no pueden deshacerse de los nanodiamantes. Por lo tanto, Las combinaciones de fármaco-nanodiamante permanecen en las células por mucho más tiempo sin afectar el tejido que rodea al tumor.
Ho y sus colegas plantearon la hipótesis de que el glioblastoma podría tratarse de manera eficiente con un fármaco modificado con nanodiamantes mediante el uso de una técnica de inyección directa conocida como administración mejorada por convección. o CED. Utilizaron este método para inyectar ND-DOX directamente en tumores cerebrales en modelos de roedores.
Los investigadores encontraron que los niveles de ND-DOX en los tumores se retuvieron durante un período mucho mayor que el de la doxorrubicina sola. mostrando que la doxorrubicina se introdujo en el tumor y permaneció durante más tiempo cuando se unió a los nanodiamantes. Además, También se descubrió que ND-DOX aumenta la apoptosis (muerte programada de células cancerosas) y disminuye la viabilidad celular en líneas celulares de glioma (cáncer de cerebro).
Los resultados también demostraron por primera vez que la administración de ND-DOX limitaba la cantidad de doxorrubicina que se distribuía fuera del tumor. Esto redujo los efectos secundarios tóxicos y mantuvo más fármaco en el tumor durante más tiempo, aumentando la eficacia de eliminación de tumores del fármaco sin afectar el tejido circundante. El tiempo de supervivencia aumentó significativamente en las ratas tratadas con ND-DOX, en comparación con los que solo recibieron doxorrubicina no modificada.
Los nanodiamantes tienen muchas facetas, casi como la superficie de un balón de fútbol, y puede unirse a la doxorrubicina muy fuerte y rápidamente, Ho señaló. La investigación adicional ampliará la lista de medicamentos de quimioterapia contra el cáncer de cerebro que se pueden adherir a las superficies de nanodiamantes para mejorar el tratamiento y reducir los efectos secundarios.
Para que una nanopartícula tenga significado traslacional, tiene que tener tantos beneficios diseñados en un sistema de la manera más sencilla posible.
"Los nanomateriales son vehículos prometedores para tratar diferentes tipos de cáncer, ", Dijo Ho." Estamos buscando medicamentos y situaciones en las que la nanotecnología realmente ayude a que la quimioterapia funcione mejor, haciéndolo más fácil para el paciente y más difícil para el cáncer ".
Este estudio mostró que la administración de ND – DOX mejorada por convección ofrece un poderoso sistema de administración de tratamiento contra estos tumores cerebrales muy difíciles y mortales. Dijo Ho.
Señaló que este proyecto a gran escala ha tenido éxito gracias a las interacciones multidisciplinarias y proactivas entre su equipo de bioingenieros y sus destacados colaboradores clínicos de Northwestern University y Lurie Children's Hospital.