Existen importantes diferencias biológicas entre hombres y mujeres, hasta el nivel celular. Investigadores del Brigham and Women's Hospital y colegas de la Universidad de Stanford, Universidad McGill y Universidad de California, Berkeley quería determinar si las diferencias entre las células masculinas y femeninas pueden influir en la capacidad de las células de captar las nanopartículas, un vehículo clave para la obtención de imágenes y las aplicaciones de administración de fármacos dirigidas. El equipo demostró que el sexo celular influyó considerablemente en la absorción celular de nanopartículas y descubrió que las células de hombres y mujeres respondían de manera diferente a las técnicas de reprogramación utilizadas para mejorar la capacidad de las células para diferenciarse en una mayor variedad de tipos de células. Sus resultados, publicado esta semana en ACS Nano , puede ayudar a los investigadores a producir nanomedicinas de forma más segura y eficaz que tengan en cuenta el sexo.

"A pesar de los enormes esfuerzos en el campo de la nanomedicina, menos tecnologías de nanopartículas de las esperadas han llegado a los ensayos clínicos. La razón detrás de esta gran brecha entre los esfuerzos y la traducción clínica exitosa es, al menos en parte, debido a la existencia de varios factores pasados ​​por alto en la interfaz nanobio ", dijo el coautor correspondiente, Morteza Mahmoudi, Doctor, Instructora en el Centro de Nanomedicina y Departamento de Anestesiología de BWH. "En los últimos diez años, el objetivo central de mi investigación se ha centrado en encontrar e introducir factores pasados ​​por alto en las interfaces nanobio para minimizar esta brecha entre el banco y la clínica, lo que podría allanar el camino para acelerar la traducción clínica exitosa de nanopartículas. Las diferentes respuestas de las células masculinas y femeninas a exactamente el mismo tipo y concentración de nanopartículas es el último factor pasado por alto que hemos encontrado ".

Mahmoudi y sus colegas identificaron previamente varios otros factores biológicos pasados ​​por alto que parecen contribuir a las discrepancias observadas entre los resultados en el laboratorio y en la clínica. incluida la importancia de la medicina personalizada en las interfaces nanobio, tipo de célula, forma de celda, y temperatura de incubación. Para comprender si el sexo celular podría ser un factor adicional importante que influya en los resultados, El equipo incubó nanopartículas con células madre amnióticas humanas (hAMSC) que se extrajeron de la capa amniótica de placenta adherida a fetos masculinos y femeninos. Descubrieron que las células femeninas tenían una absorción de nanopartículas significativamente mayor que las células masculinas.

En el cuerpo, las células están inundadas de una amplia gama de biomoléculas, incluidos factores paracrinos, que son pequeñas proteínas que pueden interactuar con la superficie de las nanopartículas. El equipo descubrió que los factores paracrinos variaban entre las células masculinas y femeninas:de los 63 factores paracrinos medidos, 14 mostraron grandes diferencias. Estas diferencias pueden afectar la identidad biológica de las nanopartículas y así alterar su interacción con las células. Aparte de la variación de los factores paracrinos entre las células masculinas y femeninas, el equipo también encontró importantes diferencias en la organización, distribución y morfología de los filamentos de actina en hAMSC masculinos y femeninos. Estos filamentos actúan como pequeños zarcillos que envuelven las partículas y las engullen.

"Estas diferencias podrían tener un impacto crítico en la administración de nanopartículas, ", dijo Mahmoudi." Si las nanopartículas llevan un fármaco para administrar, una captación diferente podría significar una eficacia terapéutica diferente y otras diferencias importantes, como la seguridad, en los datos clínicos ".

Las hAMSC se pueden inducir a un estado de células madre aún más robusto utilizando un virus Sendai para entregar factores clave al núcleo. Esta técnica de reprogramación es bastante común en la biología de células madre, pero el equipo de investigación descubrió que incluso este enfoque se ve afectado por las diferencias entre las células masculinas y femeninas. con células femeninas que responden a una tasa nueve veces mayor que las células masculinas.

El equipo también probó la absorción de nanopartículas para otros tipos de células humanas, incluyendo fibroblastos de donantes de mayor edad y encontraron diferencias significativas. Curiosamente, el equipo encontró que las células de fibroblastos masculinos tenían niveles más altos de captación que las células de fibroblastos femeninos. También vieron diferencias en la forma de las mitocondrias de las células y la estructura del retículo endoplásmico, entre otras diferencias.

"Lo que estamos viendo es que el tipo de célula también será fundamental. Si estamos tratando de administrar un fármaco quimioterapéutico, el tipo de célula al que nos dirigimos, así como el sexo del paciente, pueden influir en la forma en que se administra y se absorbe el fármaco, ", dijo Mahmoudi." Se requieren más investigaciones sobre una mayor variedad de tipos de células y sus diferencias intracelulares para lograr información más profunda sobre las diferencias fisicoquímicas y mecánicas entre las células masculinas y femeninas. Esperamos que nuestro trabajo ayude al campo del nanobio a comprender y superar algunos de los desafíos clave en la administración de medicamentos, en última instancia, brinda mejores terapias para los pacientes de una manera específica por sexo más segura y altamente efectiva ".

BWH tiene una larga historia y un compromiso para comprender cómo la salud y la enfermedad difieren según el sexo. En particular, Los investigadores del Centro Connors para la Salud de la Mujer y la Biología de Género están desarrollando estrategias de prevención y tratamiento específicas para cada sexo en la medicina clínica para el avance de la atención médica en BWH.

"Es esencial para nosotros reconocer y comprender mejor cómo las diferencias moleculares y celulares en hombres y mujeres subyacen a tantos aspectos de la salud humana, "dijo Hadine Joffe, MARYLAND, Maestría, Directora ejecutiva del Centro Mary Horrigan Connors para la salud de la mujer y la biología de género. "A través de este estudio, Morteza Mahmoudi y sus colegas están ayudando a arrojar luz sobre este fenómeno subestimado, y su trabajo amplía el compromiso de Brigham de aplicar los descubrimientos sobre las diferencias basadas en el sexo para mejorar la atención médica ".