Un descubrimiento prometedor para la terapia avanzada del cáncer revela que la eficiencia de la administración de fármacos en nanoestructuras de ADN depende de sus formas, dicen los investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri y la Universidad de Kansas en un artículo científico publicado hoy.

"Por primera vez, Se utilizó un sistema de imágenes de células vivas de lapso de tiempo para observar la absorción y liberación controlada del fármaco doxorrubicina (DOX) en células vivas de cáncer de mama. "dice el Dr. Risheng Wang, profesor asistente de química en Missouri S&T.

Wang y sus colegas empaquetaron el medicamento en tres "origami" de ADN diferentes:"las formas que creamos deliberadamente al ensamblar hebras de moléculas de ADN en estructuras objetivo, " ella dice.

Wang es el investigador principal y autor del estudio. "Imágenes de células vivas con lapso de tiempo para monitorear la liberación de doxorrubicina a partir de nanoestructuras de origami de ADN, "publicado por la Royal Society of Chemistry el 21 de marzo de 2018, Revista de química de materiales B, y aparece en la portada de este número.

"Las formas importan, "dice Wang." La optimización de la forma y el tamaño de las nanoestructuras de ADN autoensambladas cargadas con medicamentos contra el cáncer puede permitirles transportar una mayor cantidad de medicamentos, haciéndolos más efectivos ".

Aunque DOX es uno de los fármacos citotóxicos más eficaces y más utilizados en quimioterapia, sus modos de administración sintéticos actuales presentan desafíos, incluida la resistencia a los medicamentos por parte de las células cancerosas, falta de suministro selectivo a las células correctas y efectos secundarios adversos, escriben los autores.

Para superar estos desafíos, nuevos materiales, como el ADN autoensamblado, se están explorando para mejorar la administración de DOX y reducir los efectos secundarios.

"Hemos desarrollado un nuevo portador de administración de fármacos contra el cáncer a partir de nanoestructuras de ADN no tóxicas que predice mejoras terapéuticas, "dice Wang." Estas nanoestructuras de ADN autoensambladas podrían servir como un 'manto de invisibilidad' para infiltrar medicamentos en las células cancerosas sin ser detectados y bombeados por células que ya han creado resistencia a los medicamentos. En comparación con los materiales sintéticos para la administración de fármacos, Las nanoestructuras de ADN son biodegradables y biocompatibles, y su tamaño, la forma y la rigidez se pueden manipular fácilmente, cuáles son las características que necesitan los nanoportadores ".

Para probar su origami de ADN autoensamblado, los investigadores utilizaron imágenes unicelulares a largo plazo, una técnica avanzada que proporciona un perfil dinámico de interacción molecular. Durante un período de 72 horas, observaron la eficiencia de la administración de fármacos en las células vivas de cáncer de mama MDA-MB-231 a partir de tres formas de nanoestructura de ADN:una cruz bidimensional flexible (2-D), un rectángulo flexible bidimensional (2-D) y un triángulo rígido tridimensional (3-D).

"Nuestros resultados muestran claramente que la eficacia de la administración de fármacos depende de la forma de las nanoestructuras de ADN, "Dice Wang." Aprendimos que el triángulo rígido de origami de ADN en 3-D transportaba más DOX en los núcleos de las células del cáncer de mama en comparación con las estructuras flexibles de ADN en 2-D ".

"Este estudio no solo proporciona una guía para el diseño de portadores eficientes de administración de fármacos basados ​​en ADN, pero también arroja luz sobre el desarrollo de seguros, bioherramientas multifuncionales para la próxima generación de diagnóstico y tratamiento de enfermedades, "dice Wang." Con la modificación adecuada, este sistema también puede ser adecuado para la administración de sistemas no farmacológicos, como sondas biológicas para obtener imágenes y moléculas pequeñas de ARN interferente (ARNip) para terapia génica ".