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Dos nanopartículas son mejor que una si de eliminar tumores se trata

Durante los últimos años, la medicina se ha estado valiendo de las bondades de la nanotecnología para el tratamiento de muchas enfermedades, principalmente, el cáncer. Muchos laboratorios del mundo están desarrollando nanopartículas capaces de encapsular diferentes agentes terapéuticos, transportarlos por nuestro cuerpo hacia el tejido dañado y depositar ahí su carga, para mejorar así la precisión del tratamiento. Sin embargo, a pesar de los avances, sólo el 1% de los fármacos transportados por nanopartículas logra alcanzar su objetivo.

Ahora, un grupo de científicos liderados por el ingeniero biomédico Geoffrey von Maltzahn del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), han desarrollado una novedosa estrategia para mejorar la eficacia en la distribución de los fármacos hacia los tumores que consiste en el uso de dos nanopartículas y el sistema de amplificación de señales bioquímicas de los sistemas biológicos según un artículo publicado hoy en Nature Materials.

Un tratamiento es más efectivo cuando el agente terapéutico cumple su función en el tejido específico sin llegar a comprometer los tejidos sanos. Para ello se debe identificar aquellas moléculas que solamente se expresan en la superficie de las células de los tejidos dañados (moléculas receptoras), para luego usar otras moléculas que sean capaces de reconocer estos receptores y así poder transportar y distribuir el agente terapéutico de manera precisa. Los ejemplos más claros de este reconocimiento específico es el que se da entre un anticuerpo y su respectivo antígeno o entre una molécula señalizadora y su respectivo receptor.

Pero muchas veces, estas moléculas señalizadoras se encuentran en muy bajas concentraciones, lo cual dificulta el transporte y la entrega del fármaco. Por suerte, nuestro organismo cuenta con un sistema de amplificación de señales natural como, por ejemplo, el sistema de coagulación. Un coágulo se forma cuando una herida activa una serie de reacciones químicas que llevan a la formación de una compleja red tridimensional de grandes cantidades de fibrina.

Lo que hicieron von Maltzahn et al. fue activar este sistema de coagulación en tumores mediante el uso de una nanopartícula de oro cubierta de una molécula emisora de radiación infrarroja. Las nanopartículas ingresan al tumor a través de los pequeños poros presentes en los vasos sanguíneos que suelen recubrirlo. Luego, el calor generado por la radiación infrarroja empieza a dañar localmente el tejido haciendo creer al cuerpo que se ha producido una herida, activando así el sistema de coagulación.

Como resultado de la activación del sistema de coagulación, el Factor XIII —enzima encargada de la formación de los enlaces cruzados de las moléculas de fibrina— se expresa en la región dañada. En este punto entra en acción una segunda nanopartícula embebida con fragmentos de proteínas usadas como sustrato por el Factor XIII. Esta segunda nanopartícula es también la que porta consigo al agente terapéutico y será atraída hacia el tumor a medida que se va dando el proceso de coagulación en él. El Factor XIII y la fibrina generada durante el proceso de coagulación produce muchos sitios de reconocimiento adicionales para la nanopartícula transportadora.

Según los resultados obtenidos en las pruebas realizadas en ratones, esta estrategia aumentó en 40 veces la cantidad de doxorubicina (droga utilizada en el tratamiento de diversos tipos de cáncer) depositada en los tumores.

Sin embargo, el principal obstáculo de esta novedosa estrategia es que los pacientes con cáncer son susceptibles a formar coágulos en diferentes partes del cuerpo, provocando que el agente terapéutico sea depositado en regiones donde no son requeridas. Aún así, esta estrategia tiene un futuro bastante prometedor ya que existen una gran cantidad de vías de señalización dentro de nuestro organismo, muchas de ellas exclusivas sólo de las células cancerosas.


Referencia:

von Maltzahn, G; et al. Nanoparticles that communicate in vivo to amplify tumour targeting. Nature Materials [Advance Online Publication] doi:10.1038/nmat3049 (2011).

Vía | Nature News.

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