(Phys.org) —Un equipo multidisciplinario de científicos de la UCLA y la Universidad de Stanford ha utilizado una nanopartícula natural llamada bóveda para crear un nuevo sistema de administración de fármacos que podría conducir a avances en el tratamiento del cáncer y el VIH.

El equipo de investigación fue dirigido por el Dr. Leonard Rome, director asociado del California NanoSystems Institute de UCLA, y el Dr. Jerome Zack, codirector del UCLA AIDS Institute, ambos también son miembros del Jonsson Comprehensive Cancer Center de UCLA. Los primeros coautores del estudio fueron Daniel Buehler, un investigador postdoctoral de UCLA y Matthew Marsden, profesor adjunto adjunto en el departamento de medicina y miembro del AIDS Institute.

Sus hallazgos podrían conducir a tratamientos contra el cáncer que sean más efectivos con dosis más pequeñas y a terapias que potencialmente podrían erradicar el virus del VIH.

El artículo es el artículo de portada de la edición impresa del 26 de agosto de la revista ACSNano, y se publicó recientemente en línea.

Rome y su entonces estudiante postdoctoral Nancy Kedersha descubrieron bóvedas en la década de 1980. Las nanopartículas naturales se cuentan por miles dentro de cada una de nuestras células. Una nanopartícula es una sustancia diminuta, en este caso construido de proteínas, que se mide en nanómetros (1 nanómetro es igual a la mil millonésima parte de un metro).

A través de los años, Rome y sus colaboradores descubrieron cómo crear bóvedas en el laboratorio utilizando las proteínas que las componen. Las bóvedas naturales contenían otros elementos, pero el equipo de Roma construyó unos vacíos, lo que finalmente les permitió perseguir la idea de insertar moléculas de medicamentos en el interior para que pudieran inyectarse en un paciente y dirigirse a células específicas, donde liberarían las drogas.

El siguiente objetivo de Roma era mejorar los medicamentos de quimioterapia existentes, que matan las células cancerosas, pero también causan efectos secundarios porque también son tóxicos para los tejidos sanos. Rome y su equipo teorizaron que el uso de bóvedas para administrar medicamentos directamente a las células cancerosas eliminaría el contacto de los medicamentos con las células sanas y debería reducir en gran medida los efectos secundarios del tratamiento. Este concepto aún no se ha probado en humanos, pero los investigadores están ahora más cerca de los ensayos clínicos de la tecnología de entrega por bóveda.

Otro objetivo fue el VIH / SIDA, que en los últimos años ha pasado de ser una sentencia de muerte a una enfermedad crónica a medida que han ido mejorando los cócteles de fármacos antirretrovirales. Sin embargo, para personas con VIH / SIDA, el mantenimiento de la salud todavía requiere que tomen los medicamentos de por vida, debido a un fenómeno llamado latencia de provirus dentro de los reservorios celulares.

Esto significa que a pesar de la carga viral, o nivel en sangre, de que el VIH sea reducido a niveles indetectables por los medicamentos, El virus latente (inactivo) todavía se acumula dentro de las células en bolsas llamadas reservorios celulares. Dado que los medicamentos contra el VIH solo pueden afectar a virus activos, estos reservorios de virus latentes sobreviven al tratamiento farmacológico. Cuando se suspenden los medicamentos antirretrovirales, el virus latente se activa, aumentando la carga viral y esencialmente reavivando la infección por VIH.

El desafío para Zack y Marsden fue cómo abordar esos reservorios latentes de células del VIH, que impiden la erradicación del VIH en pacientes tratados. Los investigadores encontraron que una forma de eliminar los reservorios era activar el VIH latente, haciéndolo susceptible a los medicamentos antivirales. Sabían que un medicamento llamado briostatina 1 activaba el VIH latente en el laboratorio, pero la idea de dársela a los pacientes era problemática debido a sus efectos secundarios tóxicos.

Zack y Marsden necesitaban una forma de administrar el fármaco mientras se minimizaban los efectos secundarios, lo que lo convierte en un candidato perfecto para la entrega en bóveda.

Rome y Buehler diseñaron una bóveda con un núcleo lipofílico especial, que se une a los lípidos y, por lo tanto, crea un entorno que permite que compuestos como la briostatina 1 se carguen en las bóvedas. Con Zack, Marsden y Paul Wender de la Universidad de Stanford, demostraron que la bóveda podía contener la briostatina 1 y liberarla cuando se administraba a las células que contenían los reservorios latentes del VIH. El equipo está realizando más estudios para acercar los activadores de virus latentes cargados en la bóveda a las pruebas clínicas.

"Debido a que el virus latente es intratable, los reservorios latentes son el principal impedimento para curar el VIH en este momento, "dijo Zack, quien también es profesor de medicina y microbiología, inmunología y genética molecular. "Si podemos activar el virus latente, esencialmente encendiéndolo, podemos tratarlo y erradicarlo, curando así al paciente de la infección por VIH ".

"Estos experimentos demuestran la nueva capacidad de estas bóvedas para encapsular compuestos terapéuticos hasta más de 2, 000 moléculas por bóveda simple, "dijo Roma, también profesor de bioquímica de UCLA. "Y estas bóvedas particulares pueden internalizar completamente su carga, agregando una capa adicional de protección para las células sanas ".