La Universidad de Cincinnati utilizó electrohilado coaxial para crear una fibra fina con un núcleo de un material rodeado por una vaina de otro para tratar tumores cerebrales. Crédito:Joseph Fuqua II / UC Creative Services
Un nuevo proceso de ingeniería puede proporcionar una dosis segura y eficaz de medicamento para los tumores cerebrales sin exponer a los pacientes a los efectos secundarios tóxicos de la quimioterapia tradicional.
Andrew Steckl, profesor de la Universidad de Cincinnati, trabajando con investigadores de la Universidad Johns Hopkins, desarrolló un nuevo tratamiento para el glioblastoma multiforme, o GBM, una forma agresiva de cáncer de cerebro. El laboratorio de nanoelectrónica de Steckl aplicó un proceso de fabricación industrial llamado electrohilado coaxial para formar membranas que contienen fármacos.
El tratamiento se implanta directamente en la parte del cerebro donde se extirpa quirúrgicamente el tumor.
El estudio fue publicado en Naturaleza Informes científicos .
"La quimioterapia es esencialmente un tratamiento para todo el cuerpo. El tratamiento debe atravesar la barrera hematoencefálica, lo que significa que la dosis para todo el cuerpo que reciba debe ser mucho mayor, ", Dijo Steckl." Esto puede ser peligroso y tener efectos secundarios tóxicos ".
Steckl es un académico eminente de Ohio y profesor de ingeniería eléctrica en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UC.
El electrohilado coaxial combina dos o más materiales en una fibra fina compuesta por un núcleo de un material rodeado por una funda de otro. Este proceso de fabricación permite a los investigadores aprovechar las propiedades únicas de cada material para administrar una potente dosis de medicamento de forma inmediata o con el tiempo.
El investigador asociado senior de la Universidad de Cincinnati, Daewoo Han, crea fibra electrohilada en el Laboratorio de Nanoelectrónica de la UC. Crédito:Joseph Fuqua II / UC Creative Services
"Seleccionando los materiales base de la fibra y el grosor de la funda, podemos controlar la velocidad a la que se liberan estos medicamentos, "Dijo Steckl.
Las fibras electrohiladas pueden liberar rápidamente un fármaco para un tratamiento a corto plazo, como analgésicos o antibióticos, mientras que un fármaco o fármacos adicionales, como la quimioterapia, se liberan durante un período más prolongado. él dijo.
"Podemos producir un perfil de liberación de fármacos muy sofisticado, "Dijo Steckl.
El avance es una continuación del trabajo realizado por los socios de investigación y coautores, el Dr. Henry Brem y Betty Tyler de la Universidad Johns Hopkins. quien en 2003 desarrolló un tratamiento de obleas administrado localmente para tumores cerebrales llamado Gliadel.
A diferencia de los tratamientos anteriores, Las fibras electrohiladas proporcionan una dosis más uniforme a lo largo del tiempo. dijo el asociado de investigación de la UC Daewoo Han, el autor principal del estudio.
"Para el tratamiento actual, la mayoría de las drogas se liberan en una semana, pero nuestros discos presentaron el lanzamiento por hasta 150 días, " él dijo.
El glioblastoma multiforme es un cáncer cerebral común y extremadamente agresivo y es responsable de más de la mitad de todos los tumores cerebrales primarios. según la Sociedad Estadounidense del Cáncer. Cada año más de 240, 000 personas en todo el mundo mueren de cáncer de cerebro.
El electrohilado coaxial crea una fibra fina con un núcleo de un material rodeado por una funda de otro. Crédito:Joseph Fuqua II / UC Creative Services
La fibra electrohilada creada para el estudio proporcionó un disco similar a una tableta que aumentó la cantidad de medicamento que se podía aplicar. redujo la liberación de ráfaga inicial y mejoró la sostenibilidad de la liberación del fármaco a lo largo del tiempo, el estudio encontró.
La quimioterapia con fibra electrohilada mejoró las tasas de supervivencia en tres ensayos separados en animales que examinaron la seguridad, toxicidad, degradación y eficacia de la membrana.
"Esto representa una evolución prometedora para el tratamiento actual de GBM, "concluyó el estudio.
Si bien este estudio utilizó un solo fármaco, Los investigadores observaron que una ventaja del electrohilado es la capacidad de dispensar múltiples fármacos de forma secuencial durante una liberación a largo plazo. Los últimos tratamientos contra el cáncer se basan en un enfoque de múltiples medicamentos para prevenir la resistencia a los medicamentos y mejorar la eficacia.
Steckl dijo que el estudio es prometedor para los tratamientos de otros tipos de cáncer.
"Mirando hacia el futuro, Estamos planeando investigar la terapia de 'cóctel' en la que se incorporan y liberan múltiples medicamentos para el tratamiento combinado de cánceres difíciles, ya sea de forma simultánea o secuencial de nuestras membranas de fibra, "Dijo Steckl.
