Los investigadores de Johns Hopkins informan que un tipo de biodegradable, La nanopartícula diseñada en laboratorio que crearon puede administrar con éxito un "gen suicida" a las células tumorales cerebrales pediátricas implantadas en el cerebro de ratones. Las nanopartículas de poli (beta-aminoéster), conocidos como PBAEs, eran parte de un tratamiento que también usaba un fármaco para matar las células y prolongar la supervivencia de los animales de prueba.

En su estudio, descrito en un informe publicado en enero de 2020 en la revista Nanomedicina:Nanotecnología, Biología y Medicina , los investigadores advierten que por razones biológicas y de seguridad, Es poco probable que el gen suicida del virus del herpes simple tipo I timidina quinasa (HSVtk), que hace que las células tumorales sean más sensibles a los efectos letales del fármaco antivírico ganciclovir, pueda ser la terapia exacta utilizada para tratar el meduloblastoma humano y los teratoides atípicos / Tumores rabdoides (TA / TR) en niños.

Los denominados "genes suicidas" se han estudiado y utilizado en tratamientos contra el cáncer durante más de 25 años. El gen HSVtk produce una enzima que ayuda a restaurar la función de supresión natural de tumores.

Específicamente, los experimentos encontraron que una combinación del gen suicida y ganciclovir administrado por inyección intraperitoneal a ratones mató a más del 65% de los dos tipos de células tumorales cerebrales pediátricas. La combinación fue "transfectada" deliberadamente con el gen siete días después de que se usó la terapia de nanopartículas para administrar el material genético. Los ratones con un tumor de tipo AT / RT vivieron un 20% más después de recibir el tratamiento:42 días, en comparación con 35 días para los ratones no tratados. Aquellos con un tumor tipo meduloblastoma del grupo 3 implantado en el cerebro vivieron un 63% más, sobreviviendo 31 días en comparación con 19 días para los ratones no tratados.

"Es una forma alternativa emocionante de poder administrar terapia génica a un tumor de una manera selectiva que se dirija solo a las células tumorales, "dice Eric Jackson, MARYLAND., profesor asociado de neurocirugía en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. "Nuestra idea ahora es encontrar otros colaboradores que puedan tener una terapia génica que creen que funcionaría bien para matar estos tumores".

El meduloblastoma y el AT / RT son dos de las neoplasias malignas cerebrales pediátricas más prevalentes y mortales. Tratamientos tradicionales, incluida la radiación, puede dañar el tejido sano y el tumor, y puede producir efectos secundarios de desarrollo duraderos en niños en crecimiento, por lo que es fundamental encontrar nuevas terapias, Jackson observa.

La terapia génica que se dirige solo a las células cancerosas es una vía de tratamiento prometedora, pero muchos métodos de terapia génica utilizan un virus modificado para administrar sus cargas terapéuticas de ADN, un método que puede no ser seguro o adecuado para uso pediátrico. "Muchos de estos virus son seguros si tienes un sistema inmunológico maduro, pero en pacientes muy jóvenes con sistemas inmunológicos más frágiles, un sistema de entrega de virus puede presentar riesgos adicionales, "dice Jackson.

Para abordar este asunto, Jackson colaboró ​​con Jordan Green, Doctor., investigador del Johns Hopkins Kimmel Cancer Center Bloomberg ~ Kimmel Institute for Cancer Immunotherapy, director del Laboratorio de Suministro de Medicamentos y Biomateriales de Johns Hopkins y profesor de ingeniería biomédica, para encontrar un tipo diferente de portador para la terapia génica. Green y sus colegas desarrollaron la clase PBAE de nanopartículas poliméricas, que puede diseñarse para unirse y transportar ADN.

Los PBAE biodegradables se inyectan en una masa tumoral donde liberan de forma segura su carga de ADN después de ser ingeridos por las células tumorales. En estudios anteriores que utilizaron partículas similares para administrar terapia génica a cánceres de cerebro y cánceres de hígado en adultos en cultivos celulares y en roedores, Green y sus colegas encontraron que las nanopartículas se dirigen preferentemente a las células tumorales sobre las células sanas.

El mecanismo que permite que las partículas se dirijan preferentemente a las células tumorales aún se está investigando. pero Green cree que "la superficie química de la partícula probablemente interactúe con proteínas que se encuentran en la superficie de ciertos tipos de células cancerosas".

Green y sus colegas alteraron las nanopartículas para apuntar a las dos neoplasias malignas pediátricas. "Al realizar pequeños cambios químicos en los polímeros que forman las nanopartículas, podemos cambiar significativamente la captación celular en tipos particulares de células cancerosas, y la posterior entrega de genes al citosol, de una manera específica de la célula, "Dice Green.

Jackson dice que espera que las nanopartículas se puedan usar para administrar una variedad de tratamientos basados ​​en genes, incluidas las terapias que alteran los niveles de expresión de los genes, activar y desactivar los genes por completo, o sensibilizar las células a otras terapias, según las características específicas del tumor del paciente. "En algunas formas, todavía estamos en la fase de descubrimiento de qué genes apuntar "en meduloblastoma y AT / RT, él dice.

Las nanopartículas "pueden portar genes más grandes que los que puede portar un virus, y puede llevar combinaciones de genes, "dice Green." Es una plataforma que no tiene limitaciones en el tamaño de la carga que se entrega, o limitaciones relacionadas con la inmunogenicidad o toxicidad. Y, es más fácil de fabricar que un virus ".