Los investigadores de la comunidad de nanomedicina del cáncer debaten si el uso de estructuras diminutas, llamadas nanopartículas, puede administrar mejor la terapia con medicamentos a los tumores de forma pasiva, lo que permite que las nanopartículas se difundan en los tumores y se mantengan en su lugar, o activamente:agregar una molécula anticancerígena dirigida para unirse a receptores específicos de células cancerosas y, En teoria, mantener la nanopartícula en el tumor por más tiempo. Ahora, Una nueva investigación sobre tumores humanos y de ratón en ratones realizada por investigadores del Johns Hopkins Kimmel Cancer Center sugiere que la pregunta es aún más complicada.

Estudios de laboratorio que prueban ambos métodos en seis modelos de cáncer de mama; cinco líneas celulares de cáncer humano y un cáncer de ratón en ratones con tres variantes del sistema inmunológico encontraron que nanopartículas recubiertas con trastuzumab, un fármaco que se dirige a las células de cáncer de mama positivas al receptor 2 del factor de crecimiento epidérmico humano (HER2), se retuvieron mejor en los tumores que las nanopartículas simples, incluso en tumores que no expresan la proteína HER2 pro-crecimiento. Sin embargo, Las células inmunes del huésped expuestas a nanopartículas indujeron una respuesta inmunitaria contra el cáncer activando las células T que invadieron y ralentizaron el crecimiento del tumor.

Una descripción del trabajo se publicará el 25 de marzo en Avances de la ciencia .

"Se sabe desde hace mucho tiempo que las nanopartículas, cuando se inyecta en el torrente sanguíneo, son recogidos por macrófagos similares a carroñeros y otras células del sistema inmunológico, "explica el autor principal del estudio, Robert Ivkov, Doctor., M.Sc., profesor asociado de oncología radioterápica y ciencias de la radiación molecular en el Centro Integral de Cáncer Sidney Kimmel en Johns Hopkins. "Muchos investigadores en el campo se han centrado en tratar de reducir las interacciones con las células inmunitarias, porque han estado intentando aumentar el tiempo de circulación de las nanopartículas y su retención en las células tumorales. Pero nuestro estudio demuestra que las células inmunes del tumor se acumulan y reaccionan a las partículas de tal manera que estimulan una respuesta anticancerígena. Esto puede tener potencial para avanzar más allá de la administración de fármacos hacia el desarrollo de inmunoterapias contra el cáncer ".

Los investigadores realizaron algunos experimentos in vitro en su estudio. Primero, aplicaron algunas nanopartículas de óxido de hierro recubiertas de almidón y otras recubiertas con trastuzumab a cinco líneas celulares de cáncer de mama humano, encontrando que la cantidad de unión entre las nanopartículas recubiertas de trastuzumab y las células dependía de cuánto las células cancerosas expresaban el oncogén HER2. En las personas, Los cánceres de mama positivos para HER2 se encuentran entre los más resistentes a la quimioterapia estándar. Trastuzumab, vendido bajo el nombre de Herceptin, se dirige a las células tumorales positivas para HER2 y también activa el sistema inmunológico.

Las respuestas fueron sorprendentemente diferentes en modelos animales, los investigadores informan. En experimentos separados, el equipo usó las nanopartículas en dos cepas inmunodeficientes de ratones injertados con células de cinco líneas celulares de cáncer de mama humano:dos que eran HER2 negativas y tres que eran HER2 positivas. Cuando estudiaron los tumores de los animales 24 horas después, notaron que las nanopartículas recubiertas con trastuzumab se encontraban en una concentración de dos a cinco veces mayor que las nanopartículas simples en todos los tipos de tumores, independientemente de si expresaban la proteína HER2. También encontraron que la cantidad de nanopartículas recubiertas de trastuzumab era incluso mayor (diez veces) en ratones que tenían un sistema inmunológico completamente funcional y tenían tumores derivados de ratones.

Esto llevó a los investigadores a sospechar que el sistema inmunológico de los animales hospedadores interactuaba fuertemente con las nanopartículas y desempeñaba un papel en la determinación de la retención de las partículas en el tumor. si se añadió o no un fármaco.

Más experimentos, el equipo informa, reveló que las células inmunes asociadas a tumores eran responsables de recolectar las nanopartículas, y que los ratones criados con un sistema inmunológico intacto retuvieron más nanopartículas recubiertas de trastuzumab que los ratones criados sin un sistema inmunológico en pleno funcionamiento.

Además, células inmunes inflamatorias en el entorno inmediato de los tumores, o microambiente, incautaron más nanopartículas recubiertas que las simples. Finalmente, en una serie de experimentos de 30 días, los investigadores encontraron que la exposición a nanopartículas inhibía el crecimiento tumoral de tres a cinco veces más que los controles, y aumento de las células T CD8 positivas que destruyen el cáncer en los tumores. Asombrosamente, Ivkov señala, la respuesta de activación inmunitaria contra el cáncer fue igualmente eficaz con la exposición a nanopartículas simples o recubiertas de trastuzumab. Los ratones con células T defectuosas no mostraron inhibición del crecimiento tumoral. Los investigadores dicen que esto demostró que la exposición sistémica a nanopartículas puede causar una respuesta inmune sistémica del huésped que conduce a una estimulación inmune contra el cáncer. y no requiere que las nanopartículas estén dentro de los tumores.

"En general, Nuestro trabajo sugiere que existen complejas interdependencias entre las respuestas inmunes del huésped y del tumor a la exposición a nanopartículas, "Dice Ivkov." Estos resultados ofrecen posibilidades interesantes para explorar la 'dirección' de nanopartículas del microambiente inmunológico del tumor. También demuestran un nuevo y emocionante potencial para desarrollar nanopartículas como plataformas para terapias inmunológicas contra el cáncer ".

Los investigadores dicen que también planean estudiar si se pueden generar los mismos tipos de respuestas inmunes para condiciones no cancerosas. tales como enfermedades infecciosas.