Los investigadores de NC State han desarrollado una nueva arma potencial en la lucha contra el cáncer:un portador de drogas en forma de margarita que es miles de veces más pequeño que el punto al final de esta oración.

Una vez inyectado en el torrente sanguíneo, millones de estas "nano margaritas" se cuelan dentro de las células cancerosas y liberan un cóctel de medicamentos para destruirlas desde dentro. El enfoque es más preciso que los métodos convencionales, y también puede resultar más eficaz. Al garantizar que los medicamentos contra el cáncer alcancen su objetivo de forma controlada, dosis coordinadas, Las nano margaritas podrían reducir los efectos secundarios de la quimioterapia tradicional.

"Al usar un nanoportador para contener dos medicamentos diferentes, potencialmente podemos reducir su dosis y toxicidad, "dijo el Dr. Zhen Gu, profesor asistente en el Departamento Conjunto de Ingeniería Biomédica en NC State y UNC-Chapel Hill. "Y mientras tanto, se mejora su eficacia contra el cáncer".

Los nanoportadores están hechos de un polímero llamado polietilenglicol (PEG), a la que los investigadores unen la camptotecina (CPT), un fármaco que mata el cáncer, como racimos de uvas en una vid. Una segunda droga doxorrubicina, también flota en solución alrededor del PEG.

Ambas drogas son hidrofóbicas, lo que significa que no les gusta el agua y la evitan. CLAVIJA, aunque, es hidrofílico:cuando se expone al agua se estira para maximizar el contacto, mientras que las articulaciones en forma de T que sostienen el CPT tiran en la dirección opuesta y se pliegan hacia adentro. Los medicamentos contra el cáncer terminan así metidos en una capa protectora de PEG. El nanoportador resultante tiene la forma de una flor, de ahí el término "nanomargaritas".

"La idea surgió de pensar activamente en el plegamiento de proteínas en la naturaleza, "señaló Gu, refiriéndose a la forma en que los aminoácidos pueden ensamblarse en miles de formas diferentes. "Es una especie de diseño bioinspirado".

Una vez doblado, Luego, las nanomargaritas se inyectan en el torrente sanguíneo y son absorbidas por células cancerosas involuntarias. que son lo suficientemente porosos como para dejarlos entrar. Las capas externas de PEG de las nanomargaritas protegen su carga útil de drogas y evitan que se filtren prematuramente.

El diseño de la nanomargarita también asegura que los dos medicamentos contra el cáncer se liberen a velocidades complementarias a medida que su portador se deshace dentro de la célula cancerosa. Cada fármaco inhibe diferentes enzimas en la célula, y trabajan en conjunto para prevenir o retrasar el desarrollo de resistencia a los medicamentos.

El resultado es que los medicamentos lanzan un ataque contra el cáncer que está más estrechamente coordinado y dirigido que los cócteles de medicamentos tradicionales.

Hasta aquí, Las pruebas in vivo en ratones han demostrado que este enfoque produce una acumulación significativa de fármacos en los sitios del tumor en lugar de en los órganos sanos. Gu señaló que las pruebas in vitro también habían demostrado el potencial de las nano margaritas para atacar eficazmente diferentes tipos de cáncer.

"Se ha demostrado un amplio efecto letal para una variedad de líneas de células cancerosas, incluyendo leucemia, cánceres de mama y pulmón, " él dijo.

Gu ha dirigido otra investigación que ha producido un "capullo" bioinspirado que engaña a las células para que consuman medicamentos contra el cáncer y una nano-red inyectable que controla los niveles de azúcar en sangre en los diabéticos. Es apoyado por profesores, personal y Ph.D. estudiantes del Departamento Conjunto de Ingeniería Biomédica, una asociación entre NC State y UNC-Chapel Hill que aborda problemas biomédicos urgentes.

El siguiente paso para las nanopartículas son las pruebas preclínicas para determinar si podrían estar listas para combatir el cáncer en humanos.

Para Gu, esa perspectiva tiene un significado personal:a su padre le diagnosticaron cáncer cuando Gu todavía estaba en el útero. Cuando los amigos y la familia vinieron a consolar a la madre de Gu, les dijo que el bebé que llevaba algún día podría ayudar a tratar el cáncer.

"No quiero decir que sea una misión, pero es una pasion que me impulsa, "Gu explicó." Antes de venir a los EE. UU., Investigué sobre la realización de plásticos para dispositivos electrónicos. Cuando pasé a los tratamientos contra el cáncer con nanotecnología, fue entonces cuando mi madre se emocionó mucho con mi trabajo ".