Un error frecuente acerca de muchos tumores sólidos malignos es que están compuestos únicamente de células cancerosas. Sin embargo, los tumores sólidos también incluyen células sanas, como las células inmunitarias y los vasos sanguíneos. Estos vasos sanguíneos son vías de transporte de nutrientes que los tumores necesitan para crecer, pero también pueden ser una vía para la administración de medicamentos, incluidos los nanomedicamentos contra el cáncer.

Los vasos sanguíneos y las células endoteliales que contienen son el método de transporte examinado en el nuevo estudio dirigido por Lin Wang, Ph.D., quien fue investigador postdoctoral asociado en el Laboratorio Wilhelm mientras realizaba el estudio y es el primer autor del artículo. publicación. Las células endoteliales recubren los vasos sanguíneos y gestionan el intercambio entre el torrente sanguíneo y los tejidos circundantes. Estas células son la primera barrera que encuentran las nanotecnologías en el proceso de transporte a los tumores.

Los investigadores descubrieron que las células endoteliales de los tumores de cáncer de mama tienen dos veces más probabilidades de interactuar con las nanopartículas que transportan medicamentos que las células endoteliales del tejido mamario sano. Wang dijo que las células endoteliales tumorales tienen más funciones de transporte que las células endoteliales sanas, lo que las convierte en conductos ideales.

"Si sabes que el mismo tipo de célula en los tejidos tumorales tiene dos veces más probabilidades de interactuar con los transportadores de fármacos que en el tejido sano, entonces, en teoría, deberías poder apuntar a esas células para obtener aún más nanopartículas en el tumor. " afirmó Stefan Wilhelm, Ph.D., profesor asociado de la Escuela Stephenson de Ingeniería Biomédica y autor correspondiente del estudio.

La investigación se realizó con células endoteliales aisladas de tejidos de cáncer de mama y aisladas de tejidos mamarios sanos. Los próximos pasos de la investigación implicarán examinar cómo reaccionan las nanopartículas en el contexto de toda la arquitectura del tejido.

"Los experimentos a nivel de cultivo celular no son tan buenos para tratar de recapitular lo que sucede en el cuerpo", afirmó Wilhelm. "Al trabajar con colegas de OU Health Sciences, esperamos tener en nuestras manos no solo las células sino todo el tejido tumoral".

El equipo de investigación está trabajando con el Stephenson Cancer Center para establecer un protocolo ético que permita al laboratorio acceder a muestras almacenadas de tejido canceroso en lugar de solo células aisladas. El Laboratorio Wilhelm se centra en el estudio de la nanomedicina y el uso de nanopartículas para el diagnóstico y la administración de fármacos. En particular, el equipo está interesado en estudiar la administración de fármacos a tejidos tumorales sólidos.

Desde una perspectiva de ingeniería, una ventaja única del uso de nanopartículas para la administración de medicamentos es que son lo suficientemente pequeñas y flexibles como para diseñarse como vehículos de administración directa. En un laboratorio, las nanopartículas suelen diseñarse como esferas diminutas y cargarse con los fármacos necesarios. Luego, en las clínicas, a menudo se administran por vía intravenosa a los pacientes. Estos medicamentos circulan por el torrente sanguíneo y algunos de ellos ingresan al tumor.

Existen desafíos asociados con este tipo de transporte de medicamentos. Una es que estas nanopartículas circulan por todo el cuerpo y, en consecuencia, se acumulan en otros órganos (llamados órganos no diana) como el hígado, el bazo y los riñones. Dado que estos órganos filtran la sangre, eliminan las nanopartículas, que a menudo el cuerpo considera objetos extraños.

El campo de la nanomedicina existe desde hace más de 40 años y existen decenas de miles de publicaciones sobre el uso de nanopartículas para tratar el cáncer en la etapa preclínica. Pero existe una desconexión entre la cantidad de publicaciones preclínicas y la cantidad de formulaciones de nanopartículas aprobadas por la FDA que realmente se utilizan en las clínicas.

De esas formulaciones aprobadas, una fracción se usa para tumores sólidos y la mayoría trata tumores líquidos, como la leucemia. Wilhelm especula que esto se debe en parte a que no se comprende completamente cómo funciona el proceso de entrega de nanopartículas.

"Y si no se comprende algo completamente, es difícil desarrollar soluciones a esos problemas", afirmó Wilhelm.

"Los investigadores han comenzado a volver a los fundamentos del desarrollo de la nanomedicina para comprender la traducción del espacio preclínico al clínico. Nuestro laboratorio quiere centrarse en estos fundamentos para comprender mejor el campo y los mecanismos de administración específicamente. Si entendemos estos fundamentales, podemos contribuir aún más al campo", afirmó Wang.

Según Wilhelm, la siguiente gran pregunta es la siguiente:ahora que el laboratorio ha cuantificado y demostrado que las células endoteliales tienen más probabilidades de interactuar y transportar estos nanomedicamentos, ¿cómo se puede hacer que ese transporte sea más eficiente y específico para avanzar en los tratamientos clínicos contra el cáncer? A medida que se respondan estas preguntas, crecerán las oportunidades de avances futuros en la atención médica del cáncer.

"Estamos apenas arañando la superficie al utilizar el cáncer de mama como nuestro sistema oncológico modelo, pero nuestros hallazgos pueden ser relevantes también para otros tipos de tumores sólidos", afirmó Wilhelm.

Más información: Lin Wang et al, Las células endoteliales primarias asociadas al cáncer de mama humano favorecen las interacciones con nanomedicinas, materiales avanzados (2024). DOI:10.1002/adma.202403986

Información de la revista: Materiales avanzados

Proporcionado por la Universidad de Oklahoma