En el tratamiento del cáncer, la quimioterapia es un cuchillo, no un bisturí. Al atacar a las células que se dividen rápidamente, la quimioterapia combate eficazmente los tumores, pero también hace estragos en las células sanas del intestino, médula ósea, el cuero cabelludo y otros órganos, provocando efectos secundarios graves. Estos químicos tóxicos salvan vidas, pero a un gran costo para el bienestar del paciente.

En un esfuerzo por inclinar la balanza hacia las ventajas de la quimioterapia, Glen Kwon, profesor de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Wisconsin-Madison, está recurriendo a nanopartículas capaces de potenciar las propiedades terapéuticas de estos fármacos.

En un nuevo trabajo publicado recientemente en la revista ACS Nano , El laboratorio de Kwon desarrolló una forma estabilizada de un agente de quimioterapia común, gemcitabina, y encerrado en nanopartículas capaces de ralentizar su liberación. En modelos de ratón de cáncer de pulmón humano, el fármaco mejorado inhibió el crecimiento tumoral de forma más eficaz que la gemcitabina estándar.

"Ha habido mucha publicidad sobre la nanotecnología, "dice Kwon, que ha trabajado en el campo durante más de 20 años. "Es un objetivo ambicioso:dirigir las drogas a lugares particulares de nuestro cuerpo".

Ese objetivo puede estar muy lejos Kwon dice:pero las partículas que transportan drogas al cuerpo, conocidas como nanoportadores, ya están demostrando ser efectivas. "Lo que pueden hacer los nanoportadores es reducir la toxicidad, " él dice.

En el trabajo con su estudiante graduado Tony Tam hace dos años, Kwon desarrolló un sistema mejorado para administrar el fármaco quimioterápico paclitaxel, comúnmente vendido como Taxol, durante el tratamiento. Tam adjuntó una cadena corta de ácido láctico a la droga, que lo ayudó a cargar en nanoportadores hechos, en parte, de ácido láctico. El nanoportador se ha utilizado antes en humanos.

Entonces, al recurrir a la gemcitabina, Tam intentó la misma táctica:agregar cadenas de ácido láctico y cargarlo en el nanoportador.

"Pero la primera prueba que tuvimos no fue estable en absoluto, "dice Tam, ahora científico senior en Merck en San Francisco. Para aumentar la estabilidad de la droga, recurrió a un trabajo de 30 años fuera de Japón.

En la década de 1980, Los investigadores de la Universidad de Kyoto combinaron cadenas de ácido láctico que eran idénticas excepto por una característica clave:su destreza. Muchas moléculas vienen en forma de imagen especular de sí mismas, y cuando los investigadores japoneses combinaron versiones de polímeros de ácido láctico para diestros y zurdos, los cristales resultantes, llamados estereocomplejos, eran mucho más estables.

Cuando Tam produjo estereocomplejos de ácido láctico ligados a gemcitabina y los cargó en el nanoportador, la estabilidad de la droga se disparó. En comparación con la gemcitabina unida solo a la forma zurda de ácido láctico, el estereocomplejo liberó gemcitabina 15 veces más lentamente en una solución artificial. Dado que la gemcitabina se degrada tan rápidamente en el cuerpo, generalmente se administra en dosis altas para asegurarse de que llegue suficiente cantidad al tumor. Si este sistema de nanoportadores retardaba la liberación en el cuerpo, podría significar dosis más suaves.

Curiosamente, las nanopartículas adoptaron una forma inesperada. Mientras que nanoportadores similares envuelven medicamentos en una esfera, Las imágenes tomadas a escala atómica muestran los estereocomplejos de gemcitabina adoptando un forma cilíndrica. Podrías apilar 10, 000 de estos cilindros de punta a punta dentro del grosor de una hoja de papel.

En ratones que albergan una línea de cáncer de pulmón de células no pequeñas de origen humano, El tratamiento con nanoportadores estereocomplejos durante tres semanas evitó que los tumores crecieran. A diferencia de, los tumores aumentaron a más del doble de tamaño en los ratones tratados con gemcitabina estándar. Los ratones fueron tratados con una dosis bastante baja para evaluar las diferencias entre las formas de gemcitabina.

"En última instancia, nuestro objetivo es llevar esto a los seres humanos, "dice Kwon, agregando tantos pasos, como la ampliación de la producción y los estudios preliminares de seguridad, será requerido.

Con la Fundación de Investigación de Antiguos Alumnos de Wisconsin, Kwon y Tam presentaron una patente basada en sus modificaciones a la gemcitabina que mejoraron su estabilidad y liberación. Y Kwon cofundó Co-D Therapeutics, una empresa en etapa preclínica que desarrolla medicamentos basados ​​en nanoportadores basados ​​en su trabajo anterior con paclitaxel.

"Esta investigación se basó en un trabajo en equipo realmente bueno en la comunidad de la Facultad de Farmacia, "dice Tam, señalando que los miembros de otros dos laboratorios de la escuela contribuyeron al documento ACS Nano.

"La colaboración es muy importante".