Nanopartículas conocidas como puntos de Cornell, o puntos C, han demostrado ser muy prometedoras como herramienta terapéutica en la detección y el tratamiento del cáncer.

Ahora, las partículas ultrapequeñas, desarrolladas hace más de una docena de años por Ulrich Wiesner, el profesor de ingeniería Spencer T. Olin, han demostrado que pueden hacer algo aún mejor:matar las células cancerosas sin unir un fármaco citotóxico.

Un estudio dirigido por Michelle Bradbury, director de imágenes intraoperatorias en el Centro Oncológico Memorial Sloan Kettering y profesor asociado de radiología en Weill Cornell Medicine, y Michael Overholtzer, biólogo celular en MSKCC, en colaboración con Wiesner, ha dado un giro sorprendente a la búsqueda de una década para sacar los puntos C del laboratorio y utilizarlos como terapia clínica.

Su papel "Las nanopartículas ultrapequeñas inducen la ferroptosis de células cancerosas privadas de nutrientes y suprimen el crecimiento tumoral, "fue publicado el 26 de septiembre en Nanotecnología de la naturaleza . El trabajo detalla cómo puntos C, administrado en grandes dosis y con los tumores en un estado de privación de nutrientes, desencadenar un tipo de muerte celular llamada ferroptosis.

"Si tuvieras que diseñar una nanopartícula para matar el cáncer, esta sería exactamente la forma en que lo haría, ", Dijo Wiesner." La partícula se tolera bien en tejido normalmente sano, pero tan pronto como tengas un tumor, y en condiciones muy concretas, estas partículas se convierten en asesinas ".

"De hecho, "Bradbury dijo, "Esta es la primera vez que hemos demostrado que la partícula tiene propiedades terapéuticas intrínsecas".

Partículas de sílice fluorescente de Wiesner, tan pequeño como 5 nanómetros de diámetro, fueron diseñados originalmente para ser utilizados como herramientas de diagnóstico, adhiriéndose a las células cancerosas y encendiéndose para mostrarle al cirujano dónde están las células tumorales. Los usos potenciales también incluyeron la administración de fármacos y la detección ambiental. Un primer ensayo clínico en humanos realizado por la Administración de Alimentos y Medicamentos, dirigido por Bradbury, consideró las partículas seguras para los seres humanos.

En más pruebas de las partículas durante los últimos cinco años, incluidos los últimos 13 meses como miembro de los Centros de Excelencia en Nanotecnología del Cáncer, una iniciativa del Instituto Nacional del Cáncer establecida en agosto de 2015 - Bradbury, Overholtzer, Wiesner y sus colaboradores hicieron este importante, hallazgo inesperado.

Cuando se incuba con células cancerosas en dosis altas, y en tono rimbombante, con células cancerosas en un estado de privación de nutrientes:los puntos C recubiertos de péptidos de Wiesner muestran la capacidad de adsorber hierro del medio ambiente y entregarlo a las células cancerosas. El péptido llamado alfa-MSH, fue desarrollado por Thomas Quinn, profesor de bioquímica en la Universidad de Missouri.

Este proceso desencadena la ferroptosis, una forma necrótica de muerte celular que implica la ruptura de la membrana plasmática, diferente de la fragmentación celular típica que se encuentra durante una forma de muerte celular más comúnmente observada llamada apoptosis.

"El propósito original de estudiar los puntos en las células era ver qué tan bien se tolerarían concentraciones más grandes sin alterar la función celular, ", Dijo Overholtzer." Si bien las altas concentraciones se toleraron bien en condiciones normales, también queríamos saber cómo podrían responder las células cancerosas sometidas a estrés ".

Para sorpresa del grupo, en 24 a 48 horas después de que las células cancerosas fueron expuestas a los puntos, hubo una "ola de destrucción" en todo el cultivo celular, Dijo Wiesner. Los tumores también se redujeron cuando a los ratones se les administraron múltiples inyecciones de dosis alta sin reacciones adversas. dijo Bradbury, codirector con Wiesner del MSKCC-Cornell Center for Translation of Cancer Nanomedicines.

En la lucha en curso contra una enfermedad que mata a millones de personas en todo el mundo anualmente, el cáncer se ha llevado a varios miembros de la familia de Wiesner, haciendo de esto también una cruzada personal para él. Tener otra arma solo puede ayudar, Dijo Wiesner.

"Hemos encontrado otra herramienta en la que la gente no ha pensado en absoluto hasta ahora, ", dijo." Esto ha cambiado nuestra forma de pensar sobre las nanopartículas y lo que potencialmente podrían hacer ".

El trabajo futuro se centrará en utilizar estas partículas en combinación con otras terapias estándar para un tipo de tumor determinado, Bradbury dijo:con la esperanza de mejorar aún más la eficacia antes de realizar pruebas en humanos.

Los investigadores también buscarán adaptar la partícula para atacar cánceres específicos. "Es una cuestión de diseñar las partículas con diferentes aditamentos en ellas, para que se unan al cáncer en particular que buscamos, "Dijo Overholtzer.