Investigadores de la U of T Engineering han descubierto que un activo, en lugar de pasivo, El proceso dicta las nanopartículas que entran en los tumores sólidos. El hallazgo cambia el pensamiento previo en el campo de la nanomedicina del cáncer y apunta hacia nanoterapias más efectivas.

La teoría predominante en la nanomedicina del cáncer, un enfoque que permite terapias más dirigidas que la quimioterapia estándar, ha sido que las nanopartículas se difunden principalmente de forma pasiva en los tumores a través de pequeños espacios entre las células del endotelio. que recubre la pared interna de los vasos sanguíneos que apoyan el crecimiento del tumor.

Los investigadores demostraron anteriormente que menos del uno por ciento de los medicamentos basados ​​en nanopartículas generalmente alcanzan sus objetivos tumorales. En el estudio actual, el equipo descubrió que entre las nanopartículas que penetran en los tumores, más del 95 por ciento pasa a través de las células endoteliales, no entre los espacios entre esas células.

"Nuestro trabajo desafía el dogma arraigado en el campo y sugiere una teoría completamente nueva, "dice Abdullah Syed, coautor principal del estudio y becario postdoctoral en el laboratorio de Warren Chan, profesor del Instituto de Biomateriales e Ingeniería Biomédica (IBBME) y del Centro Donnelly de Investigación Celular y Biomolecular.

El estudio fue publicado hoy en Materiales de la naturaleza .

"Vimos que muchas nanopartículas ingresan a las células endoteliales desde los vasos sanguíneos y salen al tumor en diversas condiciones. Las células endoteliales parecen ser guardianes cruciales en el proceso de transporte de nanopartículas".

Syed compara las nanopartículas con las personas que intentan entrar en restaurantes populares en una noche ajetreada. "Algunos restaurantes no requieren reserva, mientras que otros tienen gorilas que verifican si los clientes hicieron reservas, ", dice." Los gorilas son mucho más comunes de lo que pensaban los investigadores, y la mayoría de los lugares solo aceptan clientes con reserva ".

Los investigadores establecieron que la difusión pasiva no era el mecanismo de entrada con múltiples líneas de evidencia. Tomaron más de 400 imágenes de muestras de tejido de modelos animales, y vio pocos huecos endoteliales en relación con las nanopartículas. Observaron la misma tendencia utilizando imágenes fluorescentes tridimensionales e imágenes de animales vivos.

Similar, encontraron pocos espacios entre las células endoteliales en muestras de pacientes humanos con cáncer.

Luego, el grupo ideó un modelo animal que detuvo por completo el transporte de nanopartículas a través de las células endoteliales. Esto les permitió aislar la contribución del transporte pasivo a través de espacios entre las células endoteliales, que resultó ser minúsculo.

Los investigadores postulan varios mecanismos activos por los cuales las células endoteliales podrían transportar nanopartículas a los tumores, incluidos los mecanismos vinculantes, canales intraendoteliales y procesos aún no descubiertos, todos los cuales están investigando.

Mientras tanto, los resultados tienen importantes implicaciones para la terapéutica basada en nanopartículas.

"Estos hallazgos cambiarán la forma en que pensamos sobre la administración de medicamentos a los tumores mediante nanopartículas, "dice Shrey Sindhwani, también coautor principal del artículo y MD / Ph.D. estudiante en el laboratorio de Chan. "Una mejor comprensión del fenómeno del transporte de nanopartículas ayudará a los investigadores a diseñar terapias más efectivas".