Con terapias genéticas y farmacológicas dirigidas, encontrar las células objetivo es solo la mitad de la batalla. Una vez que estos agentes alcanzan la superficie de una célula, todavía tienen que entrar y hacer su trabajo.

Los investigadores de la Universidad de Illinois dicen que ahora saben cómo rastrear y mapear los vehículos de administración de fármacos y genes para evaluar cuáles son más efectivos para infiltrar células y llegar a sus objetivos. conocimiento que podría orientar el desarrollo de nuevos agentes farmacéuticos. Los investigadores describieron su sistema de seguimiento y sus hallazgos sobre los vehículos de entrega más efectivos en la revista. Comunicaciones de la naturaleza .

Las terapias genéticas se han mostrado prometedoras en cultivos celulares y estudios en animales, pero han sido menos efectivas en los ensayos clínicos. dijo el líder del estudio Andrew Smith, profesor de bioingeniería en la U. de I. Esta clase de productos farmacéuticos, llamados biológicos, son diferentes de los medicamentos tradicionales en que deben unirse a agentes de administración especializados, como nanopartículas o proteínas, para alcanzar sus objetivos celulares previstos.

Su falta de eficacia se debe a su dificultad para alcanzar los objetivos dentro de las células, y los obstáculos que los obstaculizan son poco conocidos, Dijo Smith.

"Tenemos estos modelos realmente geniales que nos dicen cómo funcionan las drogas clásicas, pero no hay ningún modelo que funcione para estos nuevos productos biológicos que deben tener algún mecanismo adicional para entregarse a las células. Esta ha sido una parte clave que faltaba en la medicina farmacéutica, ", Dijo Smith." Si no entendemos los mecanismos del problema, no podemos resolverlo. Ahora podemos identificar por qué sucede eso y descubrir cómo superar los cuellos de botella clave, que nunca ha sido posible ".

El grupo de Smith combinó dos herramientas de imágenes para rastrear y medir cómo diferentes agentes de administración ingresaban a las células cancerosas humanas y de ratón. Los investigadores utilizaron imágenes de una sola molécula, lo que les permite observar moléculas individuales a lo largo del tiempo, y puntos cuánticos, que actúan como pequeñas balizas dentro de las células. Esto permitió a los investigadores ver, contar y rastrear todos los agentes de entrega que ingresaron a la celda.

Descubrieron que las moléculas que están muy cargadas son expertas en ingresar a las células, pero no logran alcanzar sus objetivos una vez dentro.

"El ADN está realmente cargado, que es lamentable, porque esa es una de las cosas más importantes que la gente intenta transmitir a las células, ", Dijo Smith." Vemos que se adhiere a todo y no llega a su objetivo ".

Sin embargo, moléculas que están completamente equilibradas a cargo, una clase llamada zwitteriones, se difunden por toda la célula y pueden acceder a toda su maquinaria.

"Nos da algunas reglas de diseño para mejores formas de entregar genes y proteínas a las células. Debemos evitar ciertas características y priorizar otras, especialmente las superficies de alta estabilidad y zwiteriónicas, ", Dijo Smith." Cualquiera que trabaje en esta área ahora puede utilizar esta tecnología de seguimiento para analizar nuevos tipos de agentes de entrega. Solo observamos un puñado de tipos de células en nuestro estudio, centrándose en el cáncer, pero estas herramientas pueden evaluar cualquier agente nuevo que se desarrolle para cualquier tipo de célula. Solo necesita un microscopio óptico de fluorescencia de alta calidad, y todos los institutos de investigación importantes los tienen ".

El estudio utilizó agentes de administración "vacíos", aquellos sin carga terapéutica adjunta, por lo que el siguiente paso es usar el sistema para rastrear los agentes que realmente administran medicamentos o genes y observar los mecanismos a lo largo de cada paso de la vía de administración de medicamentos. Dijo Smith.

"Estamos cada vez más cerca de resolver el problema de la entrega de células. Esto ha sido algo que ha limitado la medicina y la terapia génica durante un siglo". "dijo Smith, quien también es profesor en el Carle Illinois College of Medicine. "Creo que la capacidad de rastrear y analizar la entrega en las células será un gran impulso para la industria farmacéutica a medida que desarrolla este tipo de terapias".