Los medicamentos a menudo tienen efectos secundarios no deseados. Una de las razones es que llegan no solo a las células enfermas para las que están destinadas, pero también alcanzan e impactan las células sanas. Investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM), trabajando junto con el KTH Royal Institute of Technology en Estocolmo, han desarrollado un nanoportador estable para medicamentos. Un mecanismo especial asegura que los medicamentos solo se liberen en las células enfermas.

El cuerpo humano está formado por miles de millones de células. En el caso del cáncer, el genoma de varias de estas células se modifica patológicamente de modo que las células se dividen de forma incontrolada. La causa de las infecciones por virus también se encuentra dentro de las células afectadas. Durante la quimioterapia, por ejemplo, se utilizan medicamentos para tratar de destruir estas células. Sin embargo, la terapia impacta todo el cuerpo, dañando también las células sanas y provocando efectos secundarios que a veces son bastante graves.

Un equipo de investigadores dirigido por el profesor Oliver Lieleg, Profesor de Biomecánica y miembro de la Escuela de Bioingeniería de TUM Munich, y el Prof. Thomas Crouzier de KTH ha desarrollado un sistema de transporte que libera los agentes activos de los medicamentos solo en las células afectadas. "Los portadores de medicamentos son aceptados por todas las células, ", Explica Lieleg." Pero sólo las células enfermas deberían poder desencadenar la liberación del agente activo ".

El ADN sintético mantiene cerrados los transportadores de medicamentos

Los científicos ahora han demostrado que el mecanismo funciona en sistemas de modelos de tumores basados ​​en cultivos celulares. Primero empaquetaron los ingredientes activos. Para este propósito, utilizaron las llamadas mucinas, el ingrediente principal del moco que se encuentra, por ejemplo, en las membranas mucosas de la boca, estómago e intestinos. Las mucinas consisten en un fondo proteico al que se acoplan las moléculas de azúcar. "Dado que las mucinas se encuentran naturalmente en el cuerpo, las partículas de mucina abiertas pueden ser posteriormente degradadas por las células, "Dice Lieleg.

Otra parte importante del paquete también se encuentra naturalmente en el cuerpo:ácido desoxirribonucleico (ADN), el portador de nuestra información genética. Los investigadores crearon sintéticamente estructuras de ADN con las propiedades que deseaban y unieron químicamente estas estructuras a las mucinas. Si ahora se agrega glicerol a la solución que contiene las moléculas de ADN de mucina y el ingrediente activo, la solubilidad de las mucinas disminuye, se pliegan y encierran el agente activo. Las hebras de ADN se unen entre sí y, por lo tanto, estabilizan la estructura para que las mucinas ya no puedan desplegarse.

El candado de la llave

Las partículas estabilizadas con ADN solo se pueden abrir con la "llave" correcta para liberar una vez más las moléculas de agente activo encapsuladas. Aquí los investigadores utilizan lo que se llama moléculas de microARN. El ARN o ácido ribonucleico tiene una estructura muy similar a la del ADN y juega un papel importante en la síntesis de proteínas del cuerpo; también puede regular otros procesos celulares.

"Las células cancerosas contienen hebras de microARN cuya estructura conocemos con precisión, "explica Ceren Kimna, autor principal del estudio. "Para utilizarlos como llaves, modificamos la cerradura en consecuencia diseñando meticulosamente las hebras de ADN sintético que estabilizan las partículas portadoras de nuestros medicamentos ". Las hebras de ADN están estructuradas de tal manera que el microARN puede unirse a ellas y, como resultado, romper los enlaces existentes que estabilizan la estructura Las hebras de ADN sintético en las partículas también se pueden adaptar a las estructuras de microARN que ocurren con otras enfermedades como la diabetes o la hepatitis.

La aplicación clínica del nuevo mecanismo aún no se ha probado; En primer lugar, se necesitan investigaciones de laboratorio adicionales con sistemas de modelos de tumores más complejos. Los investigadores también planean investigar la modificación adicional de este mecanismo para liberar agentes activos con el fin de mejorar las terapias contra el cáncer existentes.