Se supone que la quimioterapia no hace que se le caiga el cabello; se supone que destruye las células cancerosas. Un nuevo sistema de administración molecular creado en U of T podría ayudar a garantizar que los medicamentos de quimioterapia lleguen a su objetivo y, al mismo tiempo, minimizar el daño colateral.

Muchos medicamentos contra el cáncer se dirigen a las células de crecimiento rápido. Inyectado en un paciente, se arremolinan en el torrente sanguíneo actuando sobre las células de crecimiento rápido dondequiera que las encuentren. Eso incluye tumores, pero lamentablemente también folículos pilosos, el revestimiento de su sistema digestivo, y tu piel.

Profesor Warren Chan (IBBME, ChemE, MSE) ha pasado la última década descubriendo cómo administrar medicamentos de quimioterapia en los tumores, y en ningún otro lugar. Ahora su laboratorio ha diseñado un conjunto de nanopartículas unidas a hebras de ADN que pueden cambiar de forma para acceder al tejido enfermo.

"Tu cuerpo es básicamente una serie de compartimentos, "dice Chan." Piense en ello como una casa gigante con habitaciones adentro. Estamos tratando de averiguar cómo conseguir algo que está afuera, en una habitación específica. Uno tiene que desarrollar un mapa y un sistema que pueda moverse a través de la casa donde cada camino a la habitación final puede tener diferentes restricciones como altura y ancho ".

Una cosa sabemos sobre el cáncer:no hay dos tumores idénticos. Cáncer de mama en estadio temprano, por ejemplo, puede reaccionar de manera diferente a un tratamiento dado que el cáncer de páncreas, o incluso cáncer de mama en una etapa más avanzada. Qué partículas pueden entrar en qué tumores depende de múltiples factores, como el tamaño de la partícula, forma y química de la superficie.

Chan y su grupo de investigación han estudiado cómo estos factores dictan la entrega de pequeñas moléculas y nanotecnologías a los tumores. y ahora han diseñado un sistema de administración molecular dirigido que utiliza nanopartículas modulares cuya forma, el tamaño y la química se pueden alterar por la presencia de secuencias de ADN específicas.

"Estamos creando nanopartículas que cambian de forma, "dice Chan." Son una serie de bloques de construcción, algo así como un juego de LEGO ". Las piezas componentes se pueden construir en muchas formas, con sitios de unión expuestos u ocultos. Están diseñados para responder a moléculas biológicas cambiando de forma, como una llave que encaja en una cerradura.

Estos cambiaformas están hechos de minúsculos trozos de metal con hebras de ADN adheridas a ellos. Chan imagina que las nanopartículas flotarán inofensivamente en el torrente sanguíneo, hasta que una hebra de ADN se une a una secuencia de ADN que se sabe que es un marcador de cáncer. Cuando esto pasa, la partícula cambia de forma, luego realiza su función:puede apuntar a las células cancerosas, exponer una molécula de fármaco a la célula cancerosa, etiquetar las células cancerosas con una molécula de señal, o cualquier tarea para la que el equipo de Chan haya diseñado la nanopartícula.

Su trabajo fue publicado esta semana en dos estudios clave en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias y la revista Science.

"Nos inspiró la capacidad de las proteínas para alterar su conformación; de alguna manera descubren cómo aliviar todos estos problemas de administración dentro del cuerpo, "dice Chan". Usando esta idea, pensamos, '¿Podemos diseñar una nanopartícula para que funcione como una proteína, pero ¿uno que se pueda programar fuera del cuerpo con capacidades médicas? '"

Aplicar la nanotecnología y la ciencia de los materiales a la medicina, y en particular a la administración de fármacos dirigida, sigue siendo un concepto relativamente nuevo, pero uno ve a Chan como lleno de promesas. El problema real es cómo administrar suficientes nanopartículas directamente al cáncer para producir un tratamiento eficaz.

"Así es como vemos estos problemas:es como si fuera a Vancouver desde Toronto, pero nadie te dice como llegar nadie te da un mapa, o un boleto de avión, o un automóvil:ahí es donde estamos en este campo, ", dice." La idea de dirigir los medicamentos a los tumores es como averiguar cómo ir a Vancouver. Es un concepto simple pero llegar allí no es sencillo si no se proporciona suficiente información ".

"Solo hemos arañado la superficie de cómo funciona el 'suministro' de nanotecnología en el cuerpo, así que ahora continuamos explorando diferentes detalles de por qué y cómo los tumores y otros órganos permiten o bloquean la entrada de ciertas cosas, "agrega Chan.

Él y su grupo planean aplicar el sistema de administración que han diseñado hacia la nanomedicina personalizada, adaptando aún más sus partículas para administrar medicamentos a su tipo preciso de tumor. y en ningún otro lugar.