Los investigadores del MIT han ideado un nuevo tratamiento contra el cáncer que destruye las células tumorales desarmando primero sus defensas. luego golpearlos con una dosis letal de daño en el ADN.

En estudios con ratones, el equipo de investigación demostró que este golpe uno-dos, que se basa en una nanopartícula que transporta dos fármacos y los libera en diferentes momentos, reduce drásticamente los tumores de pulmón y mama. El equipo del MIT, dirigido por Michael Yaffe, el profesor de ciencia David H. Koch, y Paula Hammond, el profesor de ingeniería David H. Koch, describir los hallazgos en la edición en línea del 8 de mayo de Señalización científica .

"Creo que es un presagio de lo que la nanomedicina puede hacer por nosotros en el futuro, "dice Hammond, quien es miembro del Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT. "Estamos pasando del modelo más simple de nanopartículas, simplemente introduciendo el fármaco allí y apuntándolo, a tener nanopartículas inteligentes que administran combinaciones de fármacos de la forma en que realmente se necesita para atacar el tumor".

Los médicos administran habitualmente a los pacientes con cáncer dos o más medicamentos de quimioterapia diferentes con la esperanza de que un ataque múltiple tenga más éxito que un solo medicamento. Si bien muchos estudios han identificado medicamentos que funcionan bien juntos, Un artículo de 2012 del laboratorio de Yaffe fue el primero en demostrar que el momento de la administración de los medicamentos puede influir drásticamente en el resultado.

En ese estudio, Yaffe y el ex postdoctorado del MIT Michael Lee descubrieron que podían debilitar las células cancerosas administrando el fármaco erlotinib, que cierra una de las vías que promueven el crecimiento descontrolado del tumor. Estas células tumorales pretratadas fueron mucho más susceptibles al tratamiento con un fármaco que daña el ADN llamado doxorrubicina que las células que recibieron los dos fármacos simultáneamente.

"Es como volver a cablear un circuito, "dice Yaffe, quien también es miembro del Instituto Koch. "Cuando administra el primer medicamento, las conexiones de los cables se cambian para que el segundo medicamento funcione de una manera mucho más eficaz ".

Erlotinib, que se dirige a una proteína llamada receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGF), que se encuentra en las superficies de las células tumorales, ha sido aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos para tratar el cáncer de páncreas y algunos tipos de cáncer de pulmón. La doxorrubicina se usa para tratar muchos cánceres, incluyendo leucemia, linfoma y vejiga, seno, pulmón, y tumores de ovario.

Estos medicamentos asombrosos demostraron ser particularmente poderosos contra un tipo de célula de cáncer de mama conocida como triple negativa, que no tiene estrógeno hiperactivo, progesterona, o receptores HER2. Tumores triple negativos, que representan alrededor del 16 por ciento de los casos de cáncer de mama, son mucho más agresivos que otros tipos y tienden a atacar a mujeres más jóvenes.

Ese fue un hallazgo emocionante, Dice Yaffe. "El problema era, " él añade, "¿Cómo se traduce eso en algo que realmente se le puede dar a un paciente con cáncer?"

Desde el resultado de laboratorio hasta la administración del fármaco

Para abordar este problema, Yaffe se asoció con Hammond, un ingeniero químico que ha diseñado previamente varios tipos de nanopartículas que pueden transportar dos fármacos a la vez. Para este proyecto, Hammond y su estudiante de posgrado, Stephen Morton, ideó docenas de partículas candidatas. Los más efectivos fueron un tipo de partículas llamadas liposomas:gotitas esféricas rodeadas por una capa exterior grasa.

El equipo del MIT diseñó sus liposomas para transportar doxorrubicina dentro del núcleo de la partícula, con erlotinib incrustado en la capa exterior. Las partículas están recubiertas con un polímero llamado PEG, que los protege de ser degradados en el cuerpo o filtrados por el hígado y los riñones. Otra etiqueta folato ayuda a dirigir las partículas a las células tumorales, que expresan altas cantidades de receptores de folato.

Una vez que las partículas alcanzan un tumor y son absorbidas por las células, las partículas comienzan a descomponerse. Erlotinib, llevado en la capa exterior, se lanza primero, pero la liberación de doxorrubicina se retrasa y tarda más en filtrarse en las células, dando tiempo a erlotinib para debilitar las defensas de las células. "Hay un desfase de entre cuatro y 24 horas entre el momento en que erlotinib alcanza su máximo en su eficacia y la doxorrubicina en su máxima eficacia, "Dice Yaffe.

Los investigadores probaron las partículas en ratones implantados con dos tipos de tumores humanos:tumores de mama triple negativos y tumores de pulmón de células no pequeñas. Ambos tipos se redujeron significativamente. Es más, empaquetar los dos medicamentos en nanopartículas de liposomas los hizo mucho más efectivos que las formas tradicionales de los medicamentos, incluso cuando esos medicamentos se administraron en un orden escalonado en el tiempo.

Como siguiente paso antes de posibles ensayos clínicos en pacientes humanos, los investigadores ahora están probando las partículas en ratones que están genéticamente programados para desarrollar tumores por sí mismos, en lugar de tener células tumorales humanas implantadas en ellos.

Los investigadores creen que el parto escalonado en el tiempo también podría mejorar otros tipos de quimioterapia. Han ideado varias combinaciones con cisplatino, una droga que daña el ADN de uso común, y están trabajando en otras combinaciones para tratar la próstata, cabeza y cuello, y cánceres de ovario. Al mismo tiempo, El laboratorio de Hammond está trabajando en nanopartículas más complejas que permitirían una carga más precisa de los medicamentos y un ajuste fino de su liberación escalonada.

"With a nanoparticle delivery platform that allows us to control the relative rates of release and the relative amounts of loading, we can put these systems together in a smart way that allows them to be as effective as possible, " Hammond says.