Tres equipos de investigación impulsan plataformas de nanopartículas para la terapia oncológica dirigida
Científicos de tres instituciones desarrollaron distintos sistemas de administración de fármacos basados en nanopartículas para dirigir los tratamientos contra el cáncer con mayor precisión y reducir efectos adversos. Las estrategias van desde nanomáquinas de ADN con liberación programada hasta nanopartículas transformables y sistemas que activan inmunoterapia únicamente en ganglios linfáticos tumorales.
Tres equipos de investigación independientes han desarrollado nuevas estrategias basadas en nanopartículas destinadas a administrar tratamientos contra el cáncer con mayor precisión en los tumores, minimizando a la vez el daño al tejido sano.
Un equipo del Zhujiang Hospital, Southern Medical University, liderado por el profesor Chao Zhang, desarrolló un sistema de administración de fármacos basado en una nanomáquina de ADN para superar la quimiorresistencia en el cáncer de pulmón de células pequeñas (SCLC). El equipo identificó el eje de señalización PRMT1/SOX2 como un factor clave de la resistencia a la quimioterapia en SCLC y diseñó una nanomáquina de ADN capaz de liberar fármacos con una programación temporal. El sistema carga simultáneamente el inhibidor de PRMT1 DCLX069 y cisplatino, lo que permite una secuencia terapéutica programada dentro de las células tumorales: liberación rápida de DCLX069 para suprimir la capacidad de célula madre tumoral, seguida de una liberación gradual de cisplatino para maximizar la eficacia citotóxica.
Los hallazgos mostraron que PRMT1 está notablemente sobreexpresado en células de SCLC quimiorresistentes y se correlaciona estrechamente con un mal pronóstico en los pacientes. Los estudios mecanísticos revelaron que PRMT1 promueve la quimiorresistencia al activar la capacidad de célula madre tumoral mediada por SOX2. La inhibición de PRMT1 redujo de forma significativa dicha capacidad y aumentó la sensibilidad al cisplatino. La nanomáquina de ADN demostró una excelente capacidad de direccionamiento tumoral tanto in vitro como in vivo. En modelos celulares y animales, el sistema nanoterapéutico revirtió de manera eficaz la quimiorresistencia en SCLC e inhibió significativamente el crecimiento tumoral. En comparación con la administración intravenosa convencional de cisplatino, la nanomáquina de ADN redujo de forma marcada la toxicidad hematológica y renal asociada al cisplatino y no indujo respuestas inmunogénicas evidentes. La investigación se publicó en la revista Research.
Científicos de McGill University y del Rosalind and Morris Goodman Cancer Institute desarrollaron un enfoque diferente para administrar inmunoterapia oncológica, diseñado para tratar el cáncer que se ha diseminado a los ganglios linfáticos. Los investigadores encapsularon un fármaco de inmunoterapia ya existente en nanopartículas diseñadas que viajan por el torrente sanguíneo y liberan y activan el fármaco cuando llegan a ganglios linfáticos afectados por el cáncer. Según la Canada Research Chair in Biomaterials and Biomacromolecule Delivery, las nanopartículas pueden detectar una molécula abundante en los ganglios linfáticos cancerosos y activar el fármaco exactamente donde se necesita, mientras que en tejidos sanos el fármaco permanece inactivo y, con el tiempo, se degrada.
Publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), los resultados en modelos murinos muestran que las nanopartículas redujeron efectos secundarios dañinos y mejoraron la eficacia en comparación con la inmunoterapia intravenosa (IV) estándar. El enfoque experimental busca abordar un desafío clave: los ganglios linfáticos afectados por cáncer a menudo se extirpan quirúrgicamente, un paso que puede debilitar el sistema inmunitario. El equipo está evaluando ahora la seguridad en otros estudios preclínicos antes de iniciar cualquier ensayo clínico (clinical trial).
Científicos del UC Davis Comprehensive Cancer Center están probando nanopartículas transformables que viajan por el organismo como partículas diminutas y luego se remodelan en redes de nanofibras al llegar a los sitios de cáncer. Estas fibras se adhieren a los tumores, pero se desvanecen de forma natural mucho más rápido en órganos sanos, creando un sistema de direccionamiento integrado. El trabajo está liderado por el Distinguished Professor Kit S. Lam, del UC Davis Health Department of Biochemistry and Molecular Medicine y la Division of Hematology and Oncology. La investigación recibió recientemente una subvención para proyectos de investigación R01 de $3.1 million de los National Institutes of Health (NIH).
Una vez que las nanopartículas forman una malla de fibras diminutas alrededor de un tumor, los investigadores pueden administrar moléculas terapéuticas mediante una reacción altamente específica de "click chemistry". Este segundo paso permite a los clínicos añadir medicamentos a demanda —incluidos fármacos de molécula pequeña, toxinas y moléculas o proteínas que potencian la inmunidad— que pueden aumentar los efectos antitumorales del sistema inmunitario. Las nanopartículas pueden permanecer en las áreas tumorales hasta una semana, pero se desvanecen de órganos sanos como el hígado y los pulmones en solo dos días.
El equipo de UC Davis se refiere a esto como una estrategia de dos componentes y dos pasos: las nanopartículas localizan el tumor y se transforman en un armazón molecular duradero, y luego los médicos administran agentes terapéuticos que se acoplan al sistema de administración del fármaco y comienzan a actuar dentro del microambiente tumoral. El proyecto incluye tres objetivos principales: diseñar y optimizar nanopartículas que se dirijan a receptores presentes en cánceres como el cáncer de pulmón de células no pequeñas; utilizar técnicas de imagen avanzadas para comprender cómo se comportan las nanopartículas en sistemas vivos; y evaluar la seguridad y la eficacia de este enfoque en modelos preclínicos de cáncer.