Imagenología revela nueva vía para tratamiento anticáncer

Los investigadores han descubierto una vía nueva posible para que las drogas antitumorales maten las células del cáncer y proponen como mejorar el diseño de partículas pequeñas de suministro de drogas para la "nanomedicina”.

Los "micelios polímeros” sintéticos son esferas para suministrar drogas, de 60-100 nanómetros de diámetro, o aproximadamente 100 veces más pequeños que un glóbulo rojo. Las esferas contienen drogas en su núcleo interior y contienen una capa exterior compuesta de un material llamado polietilenglicol.

Los investigadores mostraron por primera vez como esta capa de polietilenglicol se agarra a las membranas de las células cancerosas permitiendo que las sondas fluorescentes, que se parecen a las drogas de cáncer, entren a las células de cáncer, según el Dr. Ji-Xin Cheng, un profesor asistente en la Escuela Weldon de Ingeniería Biomédica y el departamento de química en la Universidad Purdue (West Lafayette, IN, EUA, www.purdue.edu). "Este es un paso nuevo interesante en el desarrollo de técnicas de nanomedicina para el suministro de drogas”, dijo.

La investigación es liderada por el Dr. Cheng y el Dr. Kinam Park, un profesor de ingeniería biomédica y farmacéutica. Los hallazgos se detallan en dos artículos de investigación. Un estudio fue publicado en la edición del 6 de mayo de 2008 de la revista Proceedings of the [U.S.] National Academy of Sciences (PNAS); el otro estudio fue publicado en la edición de Mayo 2008 de la revista Langmuir.

Los investigadores usaron una técnica de imagenología llamada imagenología de transferencia de energía de resonancia Förster (FRET), para hacer dos hallazgos significativos: como las moléculas fluorescentes que imitan a la droga anticáncer paclitaxel entran en las células tumorales, y como los micelios se destruyen en la sangre antes de tener la oportunidad de llevar la droga a las células cancerosas.

Una característica importante de los micelios es que combinan dos tipos de polímeros, uno hidrofóbico, y el otro hidrofílico, lo que significa que pueden o no, mezclarse con agua. El núcleo hidrofóbico fue cargado con un colorante verde y la parte hidrofílica fue marcada con un colorante rojo.

Los experimentos demostraron que las moléculas fluorescentes "cargadas en el núcleo”, que simulaban la droga, entraban en las células de cáncer en 15 minutos, sugiriendo una vía para que las drogas destruyeran las células tumorales, según el Dr. Cheng. Las sondas fluorescentes produjeron un color verde en las membranas y un color amarillento dentro de las células. "La técnica suministra un sistema para monitorizar en tiempo real como está funcionando la droga anticáncer”, dijo el Dr. Cheng.

Los hallazgos posteriores hechos por los investigadores usando ratones demostraron específicamente como se libera prematuramente la droga en la sangre. "Primero demostramos que los micelios son inestables en la sangre y después contestamos porque se rompen”, dijo el Dr. Cheng.

Los investigadores también proponen una forma posible para corregir el problema "entrecruzando” o reforzando las hebras de polímeros en los micelios con enlaces químicos de dos átomos de azufre. Esta estructura reforzada podría permanecer intacta en la sangre, lo suficiente para suministrar los micelios a los sitios tumorales, donde se biodegradarían, según el Dr. Cheng.

Los investigadores son los primeros en usar FRET para estudiar la liberación de drogas de los micelios de polímeros en la célula tumoral. Puesto que los micelios permanecen intactos en agua, los investigadores pensaron que las partículas eran estables en sangre, pero científicos canadienses en 2003 mostraron que los micelios son destruidos rápidamente, liberando la droga a la sangre. La razón es muy simple”, dijo el Dr. Cheng. A diferencia del agua, la sangre tiene muchos componentes como surfactantes y lípidos y proteínas que interactúan con la estructura del micelio. Como resultado, los micelios son inestables en sangre y la droga se libera demasiado rápido.

Los investigadores de Purdue evaluaron la estabilidad de los micelios en diferentes componentes sanguíneos. Los hallazgos indicaron que los micelios permanecían intactos en los glóbulos rojos y los componentes del plasma sanguíneo, excepto por una clase de proteínas plasmáticas llamadas alfa y beta globulinas, que permiten la liberación de la droga. "También podría haber otros componentes sanguíneos que permiten la liberación de la droga, pero nuestra propuesta de entrecruzamiento podría impedirlo”, dijo el Dr. Cheng.

Según los investigadores, un estudio futuro podría concentrarse en la creación de micelios que permanezacn intactos por un tiempo mayor en la sangre usando los entrecruzamientos.





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Purdue University