Los investigadores de Rice encontraron que los agentes de quimioterapia adheridos a los nanotubos son demasiado grandes para atravesar los poros de los vasos sanguíneos normales (izquierda), pero lo suficientemente pequeño como para atravesar los poros de los vasos relacionados con el cáncer. Una vez a través, los nanotubos personalizados pueden ser absorbidos por las células cancerosas para entregar sus cargas terapéuticas. Crédito:Rei Suzuki / Centro Oncológico MD Anderson de la Universidad de Texas
(Phys.org):corto, Los nanotubos de carbono personalizados tienen el potencial de administrar medicamentos a las células de cáncer de páncreas y destruirlas desde adentro. según investigadores de la Universidad Rice y el Centro Oncológico MD Anderson de la Universidad de Texas.
Los nanotubos prístinos producidos a través de un nuevo proceso desarrollado en Rice se pueden modificar para transportar medicamentos a los tumores a través de huecos en las paredes de los vasos sanguíneos por los que las partículas más grandes no pueden pasar.
Los nanotubos pueden apuntar e infiltrar los núcleos de las células cancerosas, donde las drogas se pueden liberar a través de la sonicación, es decir, sacudiéndolos.
La investigación dirigida por el químico de Rice Andrew Barron se informó en la Royal Society of Chemistry's Revista de Química de Materiales B .
La mayoría de los pacientes con cáncer de páncreas mueren dentro de un año del diagnóstico y tienen una tasa de supervivencia a cinco años del 6 por ciento. en parte porque no existe un método para la detección temprana, según la Sociedad Estadounidense del Cáncer. Los tumores a menudo son inoperables y las células de cáncer de páncreas también son difíciles de alcanzar con quimioterapia. dijo el coautor Jason Fleming, profesor de oncología quirúrgica en MD Anderson.
"Estos hallazgos son alentadores porque ofrecen una posible solución de administración para los pacientes con cáncer de páncreas cuyos tumores resisten la quimioterapia estándar". ", Dijo Fleming." Existen barreras moleculares y biológicas para la administración eficiente de quimioterapia a los tumores de cáncer de páncreas, y estos nanotubos podrían hacer que algunos de ellos sean irrelevantes ".
Los científicos del arroz hicieron nanotubos lo suficientemente puros como para modificarlos para el propósito y lo suficientemente pequeños como para atravesar las defensas del cuerpo. Dijo Barron. Los investigadores sabían por trabajos anteriores que los nanotubos podrían modificarse, un proceso llamado funcionalización, para transportar agentes de quimioterapia y liberarlos a una velocidad controlada a través de la sonicación.
Las imágenes de microscopía confocal láser muestran que los nanotubos combinados con polietilenimina y las etiquetas fluorescentes pueden ser captadas por las células de cáncer de páncreas. La imagen de la izquierda muestra nanotubos con colorante rodamina B en las células; la imagen central muestra una celda teñida con DAPI y la imagen de la derecha combina las dos. Crédito:Enrico Andreoli / Rice University
"Esta vez, Estábamos tratando de calcular la longitud de los tubos y el grado de funcionalización para maximizar la absorción por parte de las células. "Dijo Barron.
Varios descubrimientos fueron clave, él dijo. Primero, Estudiante de posgrado de Rice, El alumno y coautor Alvin Orbaek purificó los nanotubos de carbono de los catalizadores de hierro necesarios para su crecimiento enjuagándolos con cloro. "Las partículas de hierro sobrantes dañan los tubos por oxidación, "Dijo Barron." Eso dificulta el uso posterior ".
El siguiente paso fue cortar los nanotubos a su tamaño. Los nanotubos muy largos son flexibles y difíciles de manejar, Dijo Barron. Enrico Andreoli, investigador asociado postdoctoral en el grupo de Barron y autor principal del artículo, utilizó un proceso térmico para cortarlos a una longitud promedio de 50 nanómetros. (Un cabello humano tiene alrededor de 100, 000 nanómetros de ancho.)
"En lugar de terminar con un polvo de nanotubos esponjoso, obtenemos algo que parece un disco de hockey, "Dijo Barron." No es denso, parece un disco esponjoso, pero puedes cortarlo con una cuchilla de afeitar. Puedes pesarlo y hacer química precisa con él ".
El laboratorio de Barron agregó polietilenimina (PEI) a las superficies de los nanotubos. En pruebas de laboratorio, los tubos modificados se dispersaron fácilmente en líquido y pudieron atravesar barreras hacia las células cancerosas vivas para infiltrarse en los núcleos. Una variante de PEI de molécula pequeña demostró ser menos tóxica para las células que las versiones más grandes, Dijo Barron.
"Esta investigación muestra que las partículas son lo suficientemente pequeñas como para ingresar a las células donde le gustaría que estuvieran y que pueden tener una mayor ventaja de matar, pero eso aún se desconoce. "Dijo Fleming.
Flamenco, cuyo trabajo se centra en mejorar la administración de fármacos para el cáncer de páncreas, advirtió que se requiere más investigación. "El siguiente paso será probar este enfoque en ratones que tienen aloinjertos extraídos de tumores humanos, ", dijo." La arquitectura de estos tumores se asemejará más a la del cáncer de páncreas humano ".
