Los químicos financiados por el SNSF han creado un nuevo compuesto para la administración flexible de fármacos que se dirige específicamente a las células del cáncer de próstata. Incorporando cuatro moléculas diferentes, el compuesto evita que las células tumorales se multipliquen, puede detectarse mediante imágenes médicas y tiene poder de permanencia en el torrente sanguíneo.

Generalmente, un fármaco se administra indiscriminadamente y la mayor parte no llega a los tejidos enfermos. El objetivo de la medicina de precisión es aumentar la eficacia de las sustancias terapéuticas entregándolas solo al objetivo adecuado. Esto requiere un sistema de administración de fármacos personalizado. Un equipo financiado por la Swiss National Science Foundation ha desarrollado un nuevo enfoque basado en nanoflakes de grafeno, que son piezas extremadamente pequeñas de grafeno (una disposición regular atómica delgada de átomos de carbono). Agregaron diferentes tipos de moléculas a nanoflakes individuales para transformarlos en un sistema personalizado para la administración de fármacos. Los resultados se publican Ciencia química .

Como ladrillos de lego

El equipo de Jason Holland en la Universidad de Zurich logró unir cuatro tipos de moléculas a nanoflakes de grafeno individuales para imbuirlas de capacidades específicas:transportar un medicamento contra el cáncer, entregándolo solo a ciertas células cancerosas, haciéndolo visible mediante imágenes médicas y prolongando su permanencia en el torrente sanguíneo. En un segundo paso, el equipo probó cada funcionalidad para verificar que el nuevo compuesto funciona como se esperaba.

"Nuestro trabajo demuestra cómo utilizar las nanoflakes de grafeno como mecanismo de entrega universal, "explica la estudiante de doctorado Jennifer Lamb, primer autor de la publicación. "Se pueden utilizar como un andamio en el que se pueden agregar componentes personalizados, un poco como ladrillos de Lego. Esto es posible debido a su estructura química:el borde de la escama está hecho de grupos carboxilo, CO2H, donde se pueden unir moléculas adicionales ".

Nuevos compuestos contra el cáncer

Primero, colaboradores del University College de Londres produjeron nanoflakes de grafeno a partir de nanotubos de carbono. Luego, el equipo de Zurich unió cuatro moléculas a copos individuales. La primera molécula, ispinesib, es un fármaco actualmente en desarrollo que detiene la mitosis (división celular) y por lo tanto previene el crecimiento de tumores. La segunda molécula es un péptido que se une a los antígenos de membrana específicos de la próstata (PSMA), que se sobreexpresan en las células del cáncer de próstata. La tercera molécula (DFO) es una molécula similar a una jaula que atrapa de manera eficiente el galio radiactivo, un isótopo que se utiliza habitualmente en la exploración por PET (tomografía por emisión de positrones). Esta técnica de diagnóstico por imágenes médicas estándar ayuda primero a diagnosticar el cáncer de próstata y luego a garantizar que el compuesto llegue a los tejidos enfermos. Finalmente, los investigadores hicieron que el compuesto interactuara con la albúmina en la sangre; esto evita su rápida filtración por el riñón y aumenta el tiempo que permanece en circulación.

En un segundo paso, el equipo probó el nuevo compuesto. Los estudios realizados en cultivos de células de cáncer de próstata mostraron que su división y crecimiento se detuvieron de hecho. En ratones vivos, Las imágenes de PET mostraron que el compuesto se acumula en los tejidos enfermos, pero no por el tiempo suficiente dice Lamb:"Debido a su pequeño tamaño, las construcciones todavía se excretan demasiado rápido para un efecto terapéutico sostenido. Pero nuestros experimentos mostraron formas de influir en la excreción de fármacos cambiando la estructura del grafeno. "El equipo ahora está experimentando con otras combinaciones que involucran anticuerpos en lugar de péptidos pequeños:los anticuerpos se unen mejor a las células cancerosas, y su mayor tamaño debería hacer que permanezcan más tiempo en el torrente sanguíneo.

"Nuestra investigación es fundamental, y se necesitará mucho más trabajo para desarrollar un nuevo fármaco, ", dice el líder del proyecto Jason Holland." Pero nuestros resultados abren nuevas y prometedoras vías para el tratamiento de precisión oncológica, así como para la teranóstica. Esta combinación de agentes terapéuticos y herramientas de diagnóstico puede ayudar a garantizar que el tratamiento sea apropiado para la enfermedad. y para el paciente ".