Los grandes descubrimientos vienen en paquetes pequeños. Pocos saben eso mejor que Ann-Marie Broome, Doctor., que siente que la nanotecnología tiene el futuro de la medicina con su capacidad para administrar medicamentos poderosos en pequeñas, paquetes de diseñador.

Su última investigación encuentra la aplicación perfecta:dirigirse a las células cancerosas de tumores cerebrales.

Resultados de su artículo reciente publicado en línea en la revista internacional Nanomedicina - Future Medicine descubrió que un nanoportador de lípidos diseñado para ser lo suficientemente pequeño como para atravesar la barrera hematoencefálica podría dirigirse a administrar un fármaco quimioterapéutico de manera más eficiente a las células tumorales en el cerebro. Los estudios in vivo mostraron una captación específica y un aumento de la muerte en las células gliales. Tanto es así que Broome inicialmente cuestionó los resultados.

"Me sorprendió mucho la eficacia y la eficacia con la que funcionó una vez que llevamos el nanoportador a esas células, " ella dijo, explicando que los resultados iniciales eran tan prometedores que hizo que su equipo siguiera repitiendo los experimentos, usando diferentes líneas celulares, cantidades de dosis y tiempos de tratamiento.Los investigadores y los médicos están entusiasmados porque potencialmente señala el camino hacia una nueva opción de tratamiento para pacientes con ciertas afecciones, como el glioblastoma multiforme (GBM), el foco de este estudio.

El glioblastoma multiforme es una enfermedad devastadora sin opciones curativas debido a varios desafíos, dijo Broome, quien es el director de Imágenes Moleculares del Centro de Imágenes Biomédicas de la Universidad Médica de Carolina del Sur y director de Imágenes de Animales Pequeños del Centro de Cáncer Hollings. El tumor cerebral tiene una mortalidad global significativa, en parte debido a su ubicación, dificultad del tratamiento quirúrgico e incapacidad para hacer pasar los medicamentos a través de la barrera hematoencefálica, una barrera protectora diseñada para mantener un ambiente estable dentro y alrededor del cerebro.

En el 40 por ciento de los casos, Los tratamientos estándar extenderán la esperanza de vida de 4 a 7 meses. "Es realmente un resultado lamentable. Hay mejores formas de brindar atención estándar".

Ahí es donde entran Broome y su laboratorio de nanotecnología.

La nanotecnología es medicina, Ingenieria, química, y biología, todos agrupados y realizados a nanoescala, entre el rango de 1 a 1, 000 nanómetros. Para comparacion, una página de periódico delgada es de aproximadamente 100, 000 nanómetros de espesor. Broome y su equipo tomaron lo que saben sobre la biología del cáncer y el factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF), una de las numerosas proteínas del factor de crecimiento que regula el crecimiento y la división celular y que también se sobreexpresa en las células tumorales del cerebro. Con eso en mente, diseñaron una micela que es un nanoportador de fosfolípidos, "un poco de glóbulo de grasa, "para administrar una dosis concentrada del fármaco de quimioterapia temozolomida (TMZ) a las células tumorales GBM.

"Las micelas de cierto tamaño cruzarán la barrera hematoencefálica llevando una cantidad concentrada de TMZ, "Ella explicó cómo funciona la nanotecnología". El PDGF se usa de manera muy similar a una dirección postal. La micela se la lleva a la calle, y el PDGF lo lleva a la casa ". Esta capacidad de focalización es importante porque los investigadores han aprendido que es probable que el GBM se repita, ella dijo.

"Se cree que las células satélite que quedan después de la extirpación quirúrgica son las de más rápido crecimiento y las más peligrosas. Estamos tratando de matar esas células satélite de rápido crecimiento que se convertirán en nuevos tumores en ese lugar o en otros. Estos tumores satélite crecen de manera más agresiva que otros. Tienes que golpearlos con fuerza, rápida y agresivamente ".

Asombrosamente, La nanotecnología ya forma parte de la vida cotidiana de muchas formas que la gente no se da cuenta. Se usa en todo, desde maquillaje como humectantes o protectores solares UV hasta helados para mantener temperaturas heladas y texturas cremosas.

En medicina, Broome dijo:los investigadores construyen nanoportadores que son estables y sigilosos. "Tus células inmunes no pueden atacarlas. Permanecen ocultas". Cuando el paquete llega a donde va, Los nanotecnólogos tienen varios métodos para conseguir que las micelas liberen sus cargas útiles; una forma es utilizar la naturaleza ácida de un tumor de rápido crecimiento. En circulación normal, el pH de la sangre es ligeramente alcalino y la micela permanece intacta. Lo que han descubierto los investigadores es que en muchos tipos de tumores, el pH cambia drásticamente a un ambiente ácido.

"Mientras el tumor crece, crea subproductos de desecho y metabolitos que alteran el pH, bajándolo así. A medida que el centro se vuelve más necrótico, se vuelve aún más ácido ".

El cambio en el pH desencadena la liberación del fármaco de nuestras micelas justo donde los médicos quieren que vaya para reducir la toxicidad en el resto del cuerpo. ella dijo.

"Aprovechamos el entorno natural del tumor, así como la expresión celular. Soy un gran defensor de la comprensión de que el microambiente tiene un impacto en lo bien que se pueden tratar los tumores. Probablemente es por eso que tantas terapias fallan, porque hay que tomar en cuenta el sistema inmunológico, el entorno local, y las células mismas, las tres son consideraciones importantes ".

Es por eso que la nanotecnología tiene una ventaja en la configuración de futuros tratamientos contra el cáncer.

"Es muy importante que el público reconozca que la nanotecnología es el futuro. Tiene un impacto en muchos campos diferentes. Tiene un impacto claro en la biología del cáncer y potencialmente tiene un impacto en los cánceres que son inaccesibles". intratable indiscutible, que en circunstancias normales son, en última instancia, una sentencia de muerte ". Muy familiarizada con esto, la investigadora y clínica Amy Lee Bredlau, MARYLAND., director del Programa de tumores cerebrales pediátricos de MUSC Health, quien también fue parte del estudio. Broome dijo que le encanta tener la perspectiva de un médico en el laboratorio para enfocar al grupo en los resultados traslacionales para los pacientes.

"Por eso es tan gratificante trabajar con Amy Lee. Trabaja con muchos cánceres para los que no hay opciones. Estamos tratando de ofrecer opciones".

Bredlau estuvo de acuerdo. "Este artículo es emocionante porque demuestra un enfoque novedoso para tratar los tumores cerebrales, combinando nanotecnología dirigida a un marcador de tumores cerebrales con un sistema de administración especializado. Con el tiempo, nos permitirá apuntar a los tumores cerebrales agresivos de la niñez y la edad adulta ".

Bredlau dijo que se está tomando un tiempo de su práctica clínica para estar en el laboratorio de investigación de Broome porque sabe que así es como puede acelerar mejor el proceso.

"Me apasiona mejorar la vida de mis pacientes, ahora y en el futuro. Avanzar en la investigación ahora es la mejor manera de mejorar la vida de mis pacientes en el futuro ".

Bredlau considera que la nanotecnología tiene el poder de revolucionar el tratamiento de los tumores cerebrales. "Cuando perfeccionamos esta estrategia, podremos administrar quimioterapias potentes solo en el área que las necesite. Esto mejorará drásticamente nuestras tasas de curación al tiempo que eliminará una gran parte de los efectos secundarios de la quimioterapia. Imagínese un mundo en el que un diagnóstico de cáncer no solo no ponga en peligro la vida, pero tampoco quiso decir que estarías cansado, tiene náuseas o pierde el cabello ".

Aunque emocionado por los resultados del estudio, Broome advierte que hay mucho más trabajo por hacer antes de que las nuevas opciones de tratamiento estén disponibles para los pacientes.

"Puede que sea eficaz o no para todos los tipos de GBM. Hay subtipos, así como GBM terapéuticos resistentes a los que estos nanoportadores pueden no afectar. Necesitamos continuar con las pruebas rigurosas para verificar y validar nuestros hallazgos iniciales".

Explorarán un campo en expansión de biomarcadores dirigidos disponibles para células tumorales GBM. Como es común en el cáncer de mama y otros tipos de cáncer, este cáncer tiene receptores de superficie celular específicos que están sobreexpresados, ella dijo.

Y aunque el medicamento TMZ en este protocolo funciona de manera muy eficiente, puede que no sea la mejor droga para la mayoría de las personas, ella dijo. "Ahora que sabemos que podemos llevar el medicamento a su ubicación designada y hacer que funcione de manera eficiente, tenemos un comparador. Podemos probar combinaciones de fármacos más letales y diferentes que nunca antes se han utilizado en este escenario ".

Este método de administración de fármacos también abre nuevas ventanas a los tratamientos de inmunoterapia que obtienen reconocimiento internacional. Broome quiere tomar quimioterápicos y combinarlos con nuevos tratamientos inmunoterapéuticos para formar paquetes de administración combinados únicos.

Es ambicioso.

Broome, cuyo equipo bromea diciendo que ella mantiene "un largo, ejecutando lista de tareas imposibles, "dijo que el trabajo también se traduce en muchos campos más allá del cáncer, incluido el accidente cerebrovascular, medicina regenerativa y de trasplantes, donde podría usarse, por ejemplo, en la cicatrización de heridas en dermatología o en el mantenimiento de órganos en trasplantes. Es una de las razones por las que envió su última investigación a una revista internacional porque quiere acelerar los avances en nanotecnología. un campo que no tiene ninguna duda cambiará la forma en que se hace la medicina.

"Son la razón principal por la que sigo haciendo lo que hago, ", dijo sobre los pacientes que enfrentan diagnósticos sombríos." Me dan esperanza. Las posibilidades de la nanoterapéutica son infinitas y brillantes ".