(Phys.org) - Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado una técnica de administración de medicamentos que utiliza tiras de grafeno como "alfombras voladoras" para administrar dos medicamentos contra el cáncer de forma secuencial a las células cancerosas. con cada fármaco dirigido a la parte distinta de la célula donde será más eficaz. Se descubrió que la técnica funciona mejor que cualquier fármaco de forma aislada cuando se probó en un modelo de ratón dirigido a un tumor de cáncer de pulmón humano.

Los investigadores también encontraron que una proteína contra el cáncer, SENDERO, puede servir como una molécula de dirección activa para unirse directamente a la superficie de las células cancerosas, que no se había demostrado previamente. El trabajo fue realizado por investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, y Universidad Farmacéutica de China (CPU).

En este estudio, los investigadores adjuntaron dos medicamentos, TRAIL y doxorrubicina (Dox), en tiras de grafeno. El grafeno es una hoja bidimensional de carbono que tiene solo un átomo de espesor. Debido a que TRAIL es más eficaz cuando se administra a la membrana externa de una célula cancerosa, mientras que Dox es más eficaz cuando se administra al núcleo, los investigadores querían administrar los fármacos de forma secuencial, con cada fármaco golpeando una célula cancerosa donde causará el mayor daño.

El Dox está unido físicamente al grafeno debido a las similitudes en la estructura molecular del fármaco y el grafeno. El TRAIL está unido a la superficie del grafeno por una cadena de aminoácidos llamados péptidos.

"Estas tiras de grafeno ricas en fármacos se introducen en el torrente sanguíneo en solución, y luego viajar por el torrente sanguíneo como alfombras voladoras a nanoescala, "explica el Dr. Zhen Gu, autor principal de un artículo que describe el trabajo y profesor asistente en el programa conjunto de ingeniería biomédica en NC State y UNC-Chapel Hill.

Una vez en el torrente sanguíneo, estas alfombras voladoras aprovechan el hecho de que los tumores cancerosos hacen que los vasos sanguíneos cercanos tengan fugas al utilizar esas fugas para penetrar en el tumor.

Cuando la alfombra voladora entra en contacto con una célula cancerosa, los receptores en la superficie de la célula se enganchan al TRAIL. Mientras tanto, las enzimas que son comunes en la superficie de las células cancerosas cortan los péptidos que unen el TRAIL y el grafeno. Esto permite que la célula absorba el grafeno cargado de Dox y deja el TRAIL en la superficie, donde comienza un proceso para desencadenar la muerte celular.

Después de que la célula "se traga" la alfombra voladora, el ambiente ácido dentro de la célula promueve la separación del Dox del grafeno, liberándolo para atacar el núcleo.

"Hemos demostrado que el propio TRAIL se puede utilizar para unir un sistema de administración de fármacos a una célula cancerosa, sin utilizar material intermedio, que es algo que no sabíamos, "Dice Gu." Y como el grafeno tiene una gran superficie, esta técnica mejora nuestra capacidad para aplicar TRAIL a su objetivo en las membranas de las células cancerosas ".

Los investigadores probaron la técnica de administración de fármacos de alfombra voladora en ensayos preclínicos contra tumores de cáncer de pulmón humano (línea celular A549) en ratones de laboratorio. La técnica fue significativamente más efectiva que Dox o TRAIL por sí mismos, oa una combinación de Dox y TRAIL en la que el enlace peptídico entre el grafeno y el TRAIL no se puede romper.

"Ahora estamos tratando de obtener fondos para respaldar estudios preclínicos adicionales con el fin de determinar la mejor manera de proceder con esta nueva técnica, "Dice Gu.

El papel, "Entrega secuencial mediada por furina de citocinas anticáncer y fármaco de pequeña molécula transportada por grafeno, "se publicó en versión preliminar en línea el 15 de diciembre en Materiales avanzados .