Un enigma del cáncer es la capacidad del tumor de utilizar nuestros cuerpos como escudos humanos para desviar el tratamiento. Los tumores crecen entre tejidos y órganos normales, a menudo dando a los médicos pocas opciones más que dañar, envenenar o eliminar partes sanas de nuestro cuerpo en un intento de combatir el cáncer con cirugía, quimioterapia o radiación.

Pero en un artículo publicado el 27 de septiembre en la revista Pequeña , Los científicos de la Universidad de Washington describen un nuevo sistema para encerrar los medicamentos de quimioterapia en pequeños, envases "nanoportadores" sintéticos, que podría inyectarse a los pacientes y desmontarse en el sitio del tumor para liberar su carga tóxica.

El grupo, dirigido por el profesor de ciencia e ingeniería de materiales de la Universidad de Washington, Miqin Zhang, no es el primero en trabajar en nanoportadores. Pero el paquete nanocarrier desarrollado por el equipo de Zhang es un híbrido de materiales sintéticos, lo que le da al nanoportador la capacidad única de transportar no solo drogas, pero también diminutas partículas fluorescentes o magnéticas para teñir el tumor y hacerlo visible para los cirujanos.

"Nuestro sistema de nanoportadores es realmente un híbrido que aborda dos necesidades:administración de fármacos e imágenes de tumores, "dijo Zhang, quien es el autor principal del artículo. "Primero, este nanoportador puede administrar medicamentos de quimioterapia y liberarlos en el área del tumor, que protege el tejido sano de los efectos secundarios tóxicos. Segundo, cargamos el nanoportador con materiales para ayudar a los médicos a visualizar el tumor, ya sea usando un microscopio o por resonancia magnética ".

Su nanoportador híbrido se basa en años de investigación sobre los tipos de materiales sintéticos que podrían empaquetar medicamentos para su administración en una parte específica del cuerpo de un paciente. En intentos anteriores, Los científicos a menudo intentaban primero hacer un nanoportador vacío con un material sintético. Una vez montado, cargarían el nanoportador con un fármaco terapéutico. Pero este enfoque fue ineficaz, y conllevaba un alto riesgo de dañar las frágiles drogas y hacerlas ineficaces.

"La mayoría de los medicamentos de quimioterapia tienen estructuras complejas, esencialmente, son muy frágiles y no sirven de nada si se rompen cuando llegan al tumor, "dijo Zhang.

El equipo de Zhang solucionó este problema diseñando un nanoportador que se pudiera ensamblar y cargar simultáneamente. Su enfoque es similar a colocar carga dentro de un contenedor de envío, incluso cuando las paredes del contenedor, el piso y el techo se están ensamblando y atornillando juntos.

Esta técnica de "carga durante el ensamblaje" también permitió al equipo de Zhang incorporar múltiples componentes químicos en la estructura del nanoportador, lo que podría ayudar a mantener la carga en su lugar y facilitar la obtención de imágenes del tumor en entornos clínicos.

Su nanoportador tiene un núcleo de óxido de hierro, que proporciona estructura pero también se puede utilizar como agente de formación de imágenes en exploraciones de resonancia magnética. Una capa de sílice rodea el núcleo, y fue diseñado para apilar eficientemente el fármaco de quimioterapia paclitaxel. También incluyeron espacio en el nanoportador para puntos de carbono, partículas diminutas que pueden "teñir" el tejido y hacer que sea más fácil de ver bajo un microscopio, ayudar a los médicos a resolver los límites entre el tejido canceroso y el tejido sano para su posterior tratamiento o cirugía. La intensidad de muchos agentes de imagen se desvanece con el tiempo, pero Zhang dijo que este nanoportador puede proporcionar imágenes sostenidas durante meses.

Sin embargo, a pesar de tener tanta carga, los nanoportadores completamente cargados tienen menos del grosor de una hoja de papel de cuaderno endeble.

La cáscara de sílice mantiene los nanoportadores estancos. Además, no interfieren con el tejido sano, como demostró el equipo de Zhang al inyectar a ratones sanos nanoportadores vacíos o nanoportadores cargados con carga de drogas. Cinco días después de la inyección, comprobaron los órganos vitales de los ratones en busca de evidencia de toxicidad y no encontraron ninguno.

"Esto indicaría que los nanoportadores en sí mismos no desencadenan una reacción adversa en el cuerpo, y que los nanoportadores cargados mantienen su carga tóxica protegida del cuerpo, "dijo Zhang.

El equipo de la UW también diseñó los nanoportadores para que se desmontaran fácilmente una vez que llegaran a la ubicación deseada. El calentamiento suave de la luz infrarroja de bajo nivel fue suficiente para hacer que los nanoportadores se rompieran y arrojen su carga. que es algo que los médicos podrían aplicar al sitio del tumor durante el tratamiento.

Como prueba final de la eficacia del nanoportador, El equipo de Zhang recurrió a ratones con una forma de cáncer transmisible. Los ratones a los que inyectaron nanoportadores vacíos no mostraron reducción en el tamaño del tumor. Pero los tumores se redujeron significativamente en ratones inyectados con nanoportadores que estaban cargados con paclitaxel. Vieron un efecto similar en las células cancerosas humanas cultivadas y probadas en el laboratorio.

"Estos resultados muestran que los nanoportadores pueden llevar su carga intacta al sitio del tumor, ", dijo Zhang." Y aunque diseñamos este nanoportador específicamente para acomodar paclitaxel, es posible adaptar esta técnica a otros fármacos ".

Todavía quedan montañas por escalar antes de que se demuestre que esta tecnología es segura y eficaz para los seres humanos. Pero Zhang espera que el enfoque de su equipo y los resultados prometedores aceleren el ascenso.