Suena como una escena de una novela de ciencia ficción:un ejército de pequeños robots armados que viajan alrededor de un cuerpo humano. cazando tumores malignos y destruyéndolos desde dentro.

Pero la investigación en Nature Communications hoy del Centro de Cáncer Davis de la Universidad de California muestra que la posibilidad de que ese sea un escenario realista puede no estar muy lejos. Se están logrando avances prometedores en el desarrollo de una nanopartícula antitumoral multipropósito llamada "nanoporfirina" que puede ayudar a diagnosticar y tratar cánceres.

El cáncer es la principal causa de muerte del mundo. En 2012, Se estima que se diagnosticaron 14,1 millones de nuevos casos de cáncer y alrededor de 8,2 millones de personas murieron de cáncer en todo el mundo.

Este año, el cáncer superó a las enfermedades cardiovasculares para convertirse en la principal causa de muerte en Australia; 40, 000 australianos murieron como resultado de cáncer el año pasado. No es de extrañar que los científicos exploren todas las tecnologías posibles para diagnosticar y tratar la enfermedad de manera eficiente y segura.

La nanotecnología es una de esas tecnologías revolucionarias para combatir el cáncer.

Nanotecnología:un gran problema

Un nanómetro es una unidad de longitud muy pequeña, sólo una mil millonésima parte de un metro. La nanotecnología busca construir increíblemente diminutos, Estructuras de nano-nivel para diferentes funciones y aplicaciones.

Una de esas aplicaciones basadas en nanopartículas es el desarrollo de tecnología de diagnóstico de cáncer precisa y segura, tratamiento eficaz del tumor. El único problema es que las nanopartículas deben adaptarse a trabajos específicos. Pueden llevar mucho tiempo y ser costosos de investigar y construir.

Entonces, ¿cómo funcionan las nanopartículas? Pueden elaborarse utilizando componentes inorgánicos u orgánicos. Cada uno tiene diferentes propiedades:

• Las nanopartículas inorgánicas a menudo tienen propiedades únicas que las hacen útiles en aplicaciones tales como sondas de fluorescencia y diagnósticos de tumores por resonancia magnética;
• Las nanopartículas orgánicas "blandas" son los mejores portadores de administración de fármacos para el tratamiento de tumores, por su biocompatibilidad, capacidad de ser modificado químicamente y su capacidad de carga de fármacos. Algunas nanomedicinas orgánicas "blandas" que incluyen Genexol-PM (micelas poliméricas cargadas con paclitaxel), Doxil (doxorrubicina liposomal) y Abraxane (nanoagregado de albúmina sérica humana cargado de paclitaxel) han sido aprobados o se encuentran en ensayos clínicos para el tratamiento de cánceres humanos.

La nueva nanopartícula orgánica, nanoporfirina, puede hacer todo esto.

Los entresijos de la nanoporfirina

La nanoporfirina tiene un tamaño de solo 20-30 nanómetros. Si quieres ponerte técnico, es una micela autoensamblada que consta de moléculas de dendrímero anfifílico reticulables que contienen cuatro porfirinas.

Si quieres ser menos técnico, es un grupo de moléculas débilmente unidas (o "micelas") con sus cabezas hidrofílicas ("amantes del agua") apuntando hacia afuera y sus colas hidrofóbicas ("odiadoras del agua") apuntando hacia adentro. Cada molécula contiene compuestos orgánicos llamados porfirinas. Las porfirinas pueden ocurrir naturalmente, el más conocido siendo hemo, el pigmento en los glóbulos rojos.

El pequeño tamaño de la nanoporfirina le da una ventaja intrínseca, ya que puede ser engullida y acumulada en las células tumorales. donde puede actuar en dos niveles:

1. A nivel de molécula, La nanoporfirina puede ayudar al diagnóstico al mejorar el contraste del tejido tumoral en la resonancia magnética (MRI). tomografía por emisión de positrones (PET) y PET-MRI modal dual. (De nuevo, esto es un poco técnico, pero si te interesa la porfirina actúa como ligando, quela con iones metálicos de agentes de formación de imágenes como gadolinio (III) o ⁶⁴cobre (II).)
2. en el nivel de micelas, La nanoporfirina se puede cargar con fármacos antitumorales para matar el tejido maligno. Cuando se activa, por ejemplo, puede generar calor para "cocinar" el tejido tumoral, y liberan especies letales de oxígeno reactivo (ROS) en los sitios del tumor.

Armado y peligroso (para los tumores)

Los procesos funcionales de nanopartículas pueden ser similares a los de un nano-robot armado. Por ejemplo, cuando se instala un módulo de reconocimiento de tumores en un nano-robot de entrega (partícula orgánica), las partículas de nano-robot cargadas con fármaco armadas pueden apuntar y administrar el fármaco en el tejido tumoral. Solo matan esas células, siendo inofensivo para las células y tejidos sanos circundantes.

Si se instala un módulo de reconocimiento de tumores en un nano-robot sonda (partícula inorgánica), las partículas de nano-robots armados pueden penetrar en el tejido tumoral y activar una señal medible para ayudar a los médicos a diagnosticar mejor los tumores.

Ha sido un gran desafío integrar estas funciones en una nanopartícula. Es difícil combinar las funciones de imagen y la capacidad de absorción de luz para la fototerapia en nanopartículas orgánicas como portadores de fármacos. Esto tiene, hasta ahora, obstaculizó el desarrollo de nanopartículas orgánicas "todo en uno" inteligentes y versátiles para el diagnóstico y tratamiento de tumores.

La producción de nanoporfirina es una estrategia eficiente en el desarrollo de multifuncionales, nanopartículas integradas. La misma estrategia podría usarse para orientar más plataformas de nanopartículas versátiles para reducir los costos de nanomedicina. desarrollar planes de tratamiento personalizados y producir nanomedicinas autoevaluables.

Esta historia se publicó por cortesía de The Conversation (bajo Creative Commons-Attribution / Sin derivados).