Muchos agentes quimioterapéuticos utilizados para tratar cánceres están asociados con efectos secundarios de diversa gravedad, porque son tóxicos para las células normales y para los tumores malignos. Esto ha motivado la búsqueda de alternativas eficaces a los fármacos sintéticos con los que se tratan actualmente la mayoría de los cánceres. El uso de fosfato y citrato de calcio para este propósito se ha discutido desde hace algunos años, ya que conducen a la muerte celular cuando se administran directamente a las células, mientras que su presencia en la circulación tiene poco o ningún efecto tóxico. El problema consiste en encontrar formas de superar los mecanismos que controlan la captación de estos compuestos por las células, y asegurarse de que los compuestos actúen selectivamente sobre las células que se desean eliminar. Investigadores del Departamento de Química de LMU, dirigido por el Dr. Constantin von Schirnding, Dra. Hanna Engelke y Prof. Thomas Bein, ahora informan del desarrollo de una clase de nanopartículas amorfas nuevas compuestas de calcio y citrato, que son capaces de romper las barreras para la adopción, y matar células tumorales de forma dirigida.

Tanto el fosfato de calcio como el citrato están involucrados en la regulación de muchas vías de señalización celular. Por eso, los niveles de estas sustancias presentes en el citoplasma están estrictamente controlados, para evitar la interrupción de estas vías. Crucialmente, las nanopartículas descritas en el nuevo estudio pueden eludir estos controles regulatorios. "Hemos preparado nanopartículas amorfas y porosas que consisten en fosfato y citrato de calcio, que están encapsulados en una capa lipídica, "von Schirnding explica. La encapsulación asegura que estas partículas sean absorbidas fácilmente por las células sin activar contramedidas. Una vez dentro de la célula, la capa de lípidos se descompone de manera eficiente, y se depositan grandes cantidades de calcio y citrato en el citoplasma.

Los experimentos con células cultivadas revelaron que las partículas son selectivamente letales:matan las células cancerosas, pero dejando las células sanas (que también absorben partículas) prácticamente ilesas. "Claramente, las partículas pueden ser muy tóxicas para las células cancerosas. En efecto, descubrimos que cuanto más agresivo era el tumor, cuanto mayor sea el efecto letal, "dice Engelke.

Durante la captación celular, las nanopartículas adquieren una segunda capa de membrana. Los autores del estudio postulan que un mecanismo desconocido, que es específico de las células cancerosas, causa una ruptura de esta membrana externa, permitiendo que el contenido de las vesículas se filtre hacia el citoplasma. En células sanas, por otra parte, esta capa más externa conserva su integridad, y las vesículas se excretan posteriormente intactas al medio extracelular.

"La toxicidad altamente selectiva de las partículas nos permitió tratar con éxito dos tipos diferentes de tumores pleurales altamente agresivos en ratones. Con solo dos dosis, administrado localmente, pudimos reducir el tamaño de los tumores en un 40 y un 70%, respectivamente, ", dice Engelke. Muchos tumores pleurales son productos metastásicos de tumores pulmonares, y se desarrollan en la cavidad pleural entre el pulmón y la caja torácica. Debido a que esta región no recibe sangre, es inaccesible a los agentes quimioterapéuticos. "A diferencia de, Nuestras nanopartículas se pueden introducir directamente en la cavidad pleural, "dice Bein. Además, en el transcurso de un tratamiento de dos meses, no se detectaron signos de efectos secundarios graves. En general, Estos resultados sugieren que las nuevas nanopartículas tienen un gran potencial para el desarrollo de nuevos tratamientos para otros tipos de cáncer.