Nanocápsulas biocompatibles, cargado con un aminoácido y equipado con una enzima ahora combinan dos estrategias antitumorales en un concepto de tratamiento sinérgico. Los investigadores esperan que esto aumente la efectividad y disminuya los efectos secundarios. En el diario Angewandte Chemie , Los científicos explican el concepto:las células tumorales se ven privadas de su nutriente glucosa, ya que esta se convierte en monóxido de nitrógeno (NO) y peróxido de hidrógeno (H2O2) tóxicos.

El NO es un gas tóxico que causa smog. Sin embargo, en bajas concentraciones en el cuerpo, es una importante molécula mensajera que regula cosas como la circulación y la libido. También es un arma de defensa fisiológica importante contra hongos y bacterias. En concentraciones más altas, El NO es capaz de matar las células tumorales y aumentar la eficacia de los tratamientos fotodinámicos y radiológicos. Para uso clínico, Es necesario liberar NO en el área objetivo a partir de un precursor biocompatible.

El aminoácido natural L-arginina (L-Arg) puede ser útil en dicho sistema, porque la NO sintasa inducible por enzima nativa (iNOS) produce NO a partir de L-Arg. El NO también se forma cuando el H2O2 oxida el L-Arg. Esto es interesante porque el microambiente alrededor de los tumores es rico en H2O2. Investigadores de la Universidad de Shenzhen (China) están aplicando este enfoque a la terapia con gas NO. los Institutos Nacionales de Salud (Bethesda, ESTADOS UNIDOS), y la Universidad de Maryland (College Park, ESTADOS UNIDOS). Su giro especial es combinar esta terapia de gas con un método para matar de hambre a las células cancerosas en un tratamiento sinérgico.

En lugar de matar de hambre a un tumor bloqueando los vasos sanguíneos que lo alimentan, los investigadores pretenden eliminar la glucosa que el tumor necesita para la nutrición consumiéndola en una reacción metabólica:la enzima glucosa oxidasa (GOx) convierte la glucosa en ácido glucónico y H2O2. El aumento de la concentración de H2O2 es un efecto secundario útil, porque el H2O2 es citotóxico y acelera la liberación de NO de L-Arg. Otro efecto secundario útil es que el H2O2 y el NO reaccionan para formar peroxinitritos altamente tóxicos que dañan las células tumorales.

El equipo de investigación dirigido por Peng Huang, Tianfu Wang, y Xiaoyuan Chen ahora ha alcanzado un hito importante en el desarrollo de este concepto. Han desarrollado biocompatibles, biodegradable, nanocápsulas porosas hechas de organosilicatos que transportan GOx y L-Arg al interior de las células tumorales simultáneamente. GOx está unido a la superficie; L-Arg se almacena dentro de la cápsula. Si bien el GOx está activo inmediatamente después de la inyección de las nanocápsulas en el tumor, L-Arg se libera poco a poco, primero a través de los poros de la cápsula, luego, a medida que la cápsula se desintegra. Su gran cavidad también permite que las cápsulas sirvan como material de contraste de ultrasonido para una mejor localización del tumor.

Los experimentos con cultivos celulares y ratones han demostrado el efecto sinérgico significativo de esta terapia de combinación, que inhibe con éxito el crecimiento celular, inicia la muerte celular, y encoge los tumores en ratones.