Cuando los científicos desarrollan terapias contra el cáncer, se dirigen a las características que hacen que la enfermedad sea mortal:crecimiento tumoral, metástasis, recurrencia y resistencia a los medicamentos. En los cánceres epiteliales:cánceres de mama, ovarios próstata, piel y vejiga, que comienzan en el revestimiento de los órganos, estos procesos están controlados por un programa genético llamado transición epitelial-mesenquimal.

La transición epitelial-mesenquimal está regulada por una proteína llamada Twist, lo que significa que Twist influye directamente en el desarrollo del cáncer, su propagación a otros órganos y su retorno después de la remisión.

En un gran paso hacia el desarrollo de una nueva terapia que se dirige a la transición epitelial-mesenquimal, Científicos de UCLA y City of Hope se han convertido en los primeros en inhibir el mecanismo de Twist usando nanopartículas para entregar un ácido nucleico llamado ARN interferente pequeño. o ARNip, en células tumorales. En modelos de ratón, la entrega de ARNip a las células cancerosas inhibió la expresión de Twist, lo que a su vez redujo la transición epitelio-mesenquimal y redujo drásticamente el tamaño de los tumores.

El estudio, que se publicó en línea en la revista Nanomedicina:Nanotecnología, Biología y Medicina , fue dirigido por Jeffrey Zink y Fuyu Tamanoi, ambos miembros del California NanoSystems Institute y Jonsson Comprehensive Cancer Center en UCLA, y Carlotta Glackin del City of Hope Cancer Center.

"Estamos realmente sorprendidos por el efecto dramático de entregar ARNip Twist, "dijo Tamanoi, quien también es profesor de microbiología, inmunología y genética molecular y director del programa de transducción de señales y terapéutica del Jonsson Cancer Center. "Esto demuestra la eficacia de nuestro tratamiento y nos anima a explorar más a fondo lo que le está sucediendo al tumor".

En estudios anteriores, Se ha demostrado que el ARNip interrumpe eficazmente la expresión génica en células tumorales cultivadas en el laboratorio. Pero la técnica no había sido eficaz en organismos vivos porque las enzimas en la sangre llamadas nucleasas degradan el ARNip antes de que pueda llegar a las células tumorales.

Para sortear ese problema, Los investigadores de UCLA y City of Hope adjuntaron ARNip al exterior de un tipo particular de nanopartícula desarrollada por Zink llamadas nanopartículas de sílice mesoporosas. En el estudio, las nanopartículas se recubrieron con una sustancia llamada polietilenimina, que actuaba para unir y proteger el ARNip cuando se inyectaban en la sangre. Como resultado, las nanopartículas podrían acumularse en las células tumorales y el siRNA podría funcionar inhibiendo la expresión de Twist en las células.

El estudio encontró que administrar nanopartículas cargadas de ARNip a los ratones una vez a la semana durante seis semanas inhibía el crecimiento tumoral. y que apaga no solo Twist sino también otros genes bajo el control del proceso de transición epitelial-mesenquimal.

"Este resultado confirma la importancia crítica de Twist y el proceso de transición epitelial-mesenquimal, que promueve la invasión tumoral y la metástasis en muchos cánceres, "dijo Glackin, un profesor asociado en City of Hope que ha estado estudiando la función de Twist durante 20 años.

Twist se reactiva en varios cánceres metastásicos, incluido el cáncer de mama triple negativo, melanoma y cáncer de ovario. Al cerrar el proceso de transición epitelial-mesenquimal, Zink y Tamanoi pueden desarrollar nuevas opciones de terapia para estos cánceres.

Otro hallazgo importante fue que el cierre de la expresión de Twist permitió a las células cancerosas superar su resistencia a los medicamentos contra el cáncer.

Los investigadores ahora están trabajando para diseñar una nanopartícula de próxima generación que permitirá la entrega de ARNip Twist y moléculas de fármacos contra el cáncer en la misma nanopartícula, un potencial doble que inhibiría la transición epitelial-mesenquimatosa y mataría las células cancerosas.

Zink dijo que el avance sería posible debido a la estructura del tipo específico de nanopartículas que están usando los investigadores. "Las nanopartículas de sílice mesoporosas contienen miles de poros, que permite el almacenamiento y la entrega de medicamentos contra el cáncer mediante las mismas nanopartículas que tienen ARNip adherido a su exterior, "dijo Zink, quien también es un distinguido profesor de química y bioquímica de UCLA y un pionero en el diseño y síntesis de nanopartículas de sílice mesoporosas multifuncionales.