Los investigadores de ingeniería biomédica de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill han desarrollado una técnica que utiliza un parche incrustado con microagujas para administrar el tratamiento de inmunoterapia contra el cáncer directamente en el sitio del cáncer de piel tipo melanoma. En estudios con animales, la técnica se dirigió más eficazmente al melanoma que otros tratamientos de inmunoterapia.

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, más de 67, 000 personas en los Estados Unidos fueron diagnosticadas con melanoma solo en 2012, el año más reciente para el que hay datos disponibles. Si se detecta temprano, los pacientes con melanoma tienen una tasa de supervivencia a 5 años de más del 98 por ciento, según el Instituto Nacional del Cáncer. Ese número se reduce al 16,6 por ciento si el cáncer ha hecho metástasis antes del diagnóstico y el tratamiento. Los tratamientos para el melanoma van desde la cirugía hasta la quimioterapia y la radioterapia. Un nuevo campo prometedor del tratamiento del cáncer es la inmunoterapia contra el cáncer, que ayuda al propio sistema inmunológico del cuerpo a combatir el cáncer.

En el sistema inmunológico, Se supone que las células T identifican y destruyen las células cancerosas. Para hacer su trabajo Las células T utilizan receptores especializados para diferenciar las células sanas de las cancerosas. Pero las células cancerosas pueden engañar a las células T. Una forma en que las células cancerosas hacen esto es expresando un ligando de proteína que se une a un receptor en las células T para evitar que la célula T reconozca y ataque a la célula cancerosa.

Recientemente, La investigación sobre inmunoterapia contra el cáncer se ha centrado en el uso de anticuerpos "anti-PD-1" (o muerte celular programada) para evitar que las células cancerosas engañen a las células T.

"Sin embargo, esto plantea varios desafíos, "dice Chao Wang, coautor principal de un artículo sobre la investigación de microagujas e investigador postdoctoral en el programa conjunto de ingeniería biomédica en NC State y UNC-Chapel Hill. "Primero, los anticuerpos anti-PD-1 generalmente se inyectan en el torrente sanguíneo, por lo que no pueden apuntar al sitio del tumor de manera efectiva. Segundo, la sobredosis de anticuerpos puede causar efectos secundarios como un trastorno autoinmune ".

Para abordar estos desafíos, los investigadores desarrollaron un parche que usa microagujas para administrar anticuerpos anti-PD-1 localmente al tumor de piel. Las microagujas están hechas de ácido hialurónico, un material biocompatible.

Los anticuerpos anti-PD-1 están incrustados en nanopartículas, junto con la glucosa oxidasa, una enzima que produce ácido cuando entra en contacto con la glucosa. Estas nanopartículas luego se cargan en microagujas, que se colocan en la superficie de un parche.

Cuando el parche se aplica a un melanoma, la sangre entra en las microagujas. La glucosa en la sangre hace que la glucosa oxidasa produzca ácido, que descompone lentamente las nanopartículas. A medida que las nanopartículas se degradan, los anticuerpos anti-PD-1 se liberan en el tumor.

"Esta técnica crea una liberación sostenida de anticuerpos directamente en el sitio del tumor; es un enfoque eficiente con una mayor retención de anticuerpos anti-PD-1 en el microambiente del tumor, "dice Zhen Gu, profesor asistente en el programa de ingeniería biomédica y autor principal del artículo.

Los investigadores probaron la técnica contra el melanoma en un modelo de ratón. El parche de microagujas cargado con nanopartículas anti-PD-1 se comparó con el tratamiento mediante la inyección de anticuerpos anti-PD-1 directamente en el torrente sanguíneo y la inyección de nanopartículas anti-PD-1 directamente en el tumor.

"Después de 40 días, El 40 por ciento de los ratones que fueron tratados con el parche de microagujas sobrevivieron y no tenían melanoma remanente detectable, en comparación con una tasa de supervivencia del cero por ciento para los grupos de control. "dice Yanqi Ye, un doctorado estudiante en el laboratorio de Gu y coautor principal del artículo.

Los investigadores también crearon un cóctel de drogas, que consta de anticuerpos anti-PD-1 y otro anticuerpo llamado anti-CTLA-4, que también ayuda a las células T a atacar las células cancerosas.

"Usando una combinación de anti-PD-1 y anti-CTLA-4 en el parche de microagujas, El 70 por ciento de los ratones sobrevivieron y no tenían melanoma detectable después de 40 días. "Dice Wang.

"Debido a la forma de liberación sostenida y localizada, mediado por microagujas, podemos lograr efectos terapéuticos deseables con una dosis relativamente baja, que reduce el riesgo de trastornos autoinmunes, "Dice Gu.

"Estamos entusiasmados con esta técnica, y buscan financiación para realizar más estudios y una posible traducción clínica, "Gu agrega.