La quimioterapia se utiliza a menudo como tratamiento de seguimiento después de la extirpación quirúrgica de un tumor canceroso para destruir las células cancerosas restantes. pero los medicamentos de quimioterapia intravenosa tienen efectos secundarios notorios y no siempre son efectivos.

En un nuevo estudio, Los investigadores han desarrollado lo que es básicamente un "aerosol de quimioterapia":un fármaco de quimioterapia como la doxorrubicina que se encapsula en nanopartículas y se puede rociar directamente sobre la superficie del tejido cerca del sitio del tumor. Debido a la composición química de las nanopartículas y las células cancerosas, las nanopartículas son absorbidas de manera eficiente principalmente por las células cancerosas y la liberación del fármaco es provocada por el entorno químico dentro de las células cancerosas. En comparación con la quimioterapia intravenosa convencional, el aerosol tópico promete ofrecer un menor riesgo de toxicidad sistémica y mejores efectos terapéuticos.

Los investigadores, dirigido por Hyung Joon Cha en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang en Corea del Sur, han publicado un artículo sobre la terapia contra el cáncer pulverizable en un número reciente de ACS Nano .

Los investigadores tuvieron que superar varios desafíos para desarrollar el aerosol de quimioterapia basado en nanopartículas. Uno de los primeros fue encontrar una manera de que las nanopartículas se adhieran al exterior de las células tumorales, que están rodeados de fluidos corporales. En general, Es muy difícil diseñar nanopartículas que sean capaces de adherirse a superficies sólidas en ambientes acuosos.

Para abordar este problema, los investigadores recurrieron a los mejillones marinos, que producen un "pegamento de mejillón" especial para adherirse a las rocas húmedas en las duras condiciones del agua de mar. Investigaciones recientes han demostrado que este pegamento, que consta de proteínas adhesivas de mejillón (MAP), puede servir como material bioadhesivo para aplicaciones biomédicas. Debido a la disponibilidad limitada de mapas naturales, En el estudio actual, los investigadores utilizaron una forma de MAP de bioingeniería, lo que demostraron permite que las nanopartículas se adhieran a las superficies del tejido de la piel porcina en condiciones acuosas durante más de un mes.

Además de ayudar a que las nanopartículas se peguen, Los MAP también contienen componentes que permiten que las nanopartículas portadoras de fármacos entren y destruyan las células cancerosas. sin pasar por las células sanas. Una de las razones de una mayor absorción celular de las nanopartículas en las células cancerosas son las tasas metabólicas más altas de las células cancerosas en comparación con las células normales. Además, las células cancerosas también tienen superficies cargadas negativamente, y los MAP contienen residuos cargados positivamente, provocando una atracción entre las nanopartículas y las células cancerosas.

Las nanopartículas generalmente ingresan a las células cancerosas a través de un proceso de captación celular como la endocitosis, después de lo cual son transportados al núcleo de la célula. Cuando se expone al ambiente ácido de orgánulos llamados endolisosomas, las nanopartículas reciben el gatillo para liberar su carga, como la doxorrubicina u otro medicamento contra el cáncer. Debido a que la liberación del fármaco responde al pH, los fármacos altamente tóxicos permanecen encapsulados en las nanopartículas hasta que alcanzan el endolisosoma en las células cancerosas, generalmente dejando ilesas otras partes del cuerpo.

El tratamiento pulverizable también ofrece un segundo tipo de agente anticanceroso, un aminoácido llamado DOPA que proviene del pegamento de mejillón de bioingeniería. Además de jugar un papel clave en la adherencia de la superficie, La DOPA también agota el hierro (Fe3 ⁺ ) en las células cancerosas. Como el hierro promueve la proliferación de células cancerosas, su agotamiento ayuda a debilitar aún más la célula cancerosa y eventualmente conduce a la apoptosis (muerte celular).

"Las nanopartículas pegajosas pulverizables a base de proteínas adhesivas de mejillón no solo facilitan la administración de medicamentos dirigida al sitio a través de un proceso de pulverización conveniente durante el procedimiento quirúrgico, sino que también induce un efecto anticanceroso eficaz basado en la eficiencia de retención y absorción del fármaco significativamente mejorada en la lesión cancerosa, "Cha dijo Phys.org . "Por lo tanto, nuestro sistema de administración de medicamentos localizado basado en nanopartículas puede compensar las desventajas de la baja eficiencia de administración de medicamentos y la toxicidad sistémica en el sistema de administración sistémica ".

En el futuro, los investigadores planean investigar formas de extender el método de pulverización a diferentes tipos de terapias para tratar una amplia variedad de enfermedades.

"En esta investigación, aplicamos nanopartículas adhesivas en aerosol sobre las superficies de los tejidos usando un atomizador a presión de aire, ", Dijo Cha." Planeamos expandir las aplicaciones terapéuticas dependiendo de los tipos de aerosol, como el aerosol endoscópico o laparoscópico para varios tratamientos contra el cáncer. Además, Desarrollaremos un sistema de entrega local para varios agentes terapéuticos como gen, péptido o agentes fototérmicos, así como otras drogas químicas ".

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