Las nanopartículas "ubicadoras” le quitan sangre a los tumores

Un equipo colaborativo de investigadores ha desarrollado nanopartículas que buscan tumores, se unen a sus vasos sanguíneos y atraen más nanopartículas al blanco tumoral.

Usando esta tecnología, los investigadores, liderados por Erkki Ruoslahti, M.D., Ph.D., del Instituto Burnham para Investigación Médica en la Universidad de California (UC) en Santa Bárbara (Burnham; EUA), demostraron que las nanopartículas "ubicadoras” podían ser usadas para suministrar una gran cantidad de agente de imagenología, y en el proceso actuar como un promotor de la coagulación, obstruyendo hasta el 20% de los vasos tumorales sanguíneos. Estos hallazgos están pendientes de publicación en la revista "Proceedings of the [U.S.] National Academy of Sciences” y en su portal de Internet en Enero 8, 2007.

La promesa de la nanomedicina se basa en la premisa de que una partícula puede realizar más funciones que una droga. La multifuncionalidad es demostrada en este estudio en el cual los investigadores de Burnham, UC San Diego y el Instituto Tecnológicos de Massachussets (Boston, MA, EUA) diseñaron una nanopartícula que combina la ubicación de los tumores, la autoamplificación de la ubicación, la disminución del flujo sanguíneo y la imagenología.

Usando una técnica de búsqueda rápida, desarrollada en el laboratorio del Dr. Ruoslahti, el grupo identificó un péptido dirigido contra los vasos sanguíneos, o vasculatura dentro de los tumores de seno que crecían en ratones. El péptido estaba compuesto de cinco aminoácidos: cisterna-arginina-ácido glutámico-lisina-alanina (CREKA).

Los investigadores demostraron posteriormente que el péptido CREKA reconocía la sangre coagulada, la cual está presente en el recubrimiento de los vasos tumorales pero no en los vasos de los tejidos sanos. Los investigadores usaron una cepa especial de ratón sin fibrinógeno, el componente primario proteico de los coágulos sanguíneos, para demostrar que los tumores que crecen en estos ratones deficientes en fibrinógeno no atraían el péptido CREKA, mientras que el péptido era detectado en los tumores del grupo control de ratones control.

Habiendo establecido que la sangre coagulada era el sitio de unión para CREKA, el equipo construyó nanopartículas de óxido de hierro recubierto por aminodextrano superparamagnético (SPIO); estas partículas son usadas en la clínica para aumentar la imagenología de resonancia magnética (RM). Combinaron el péptido CREKA con las partículas SPIO para darles a las partículas una función de "ubicadoras” de tumores y programaron una funcionalidad mayor de imagenología en su nanopartícula haciéndola fluorescente.

Al comienzo, la capacidad de ubicación de tumores de CREKA-SPIO estaba impedida por las defensas naturales del cuerpo, las cuales activan los leucocitos del sistema retículoendotelial (SRE), las cuales junto con el hígado y el bazo componen un sistema de filtro protector en los ratones (y en los humanos). Los investigadores diseñaron moléculas "señuelo” de liposomas recubiertos con níquel que evitaban la respuesta del SRE, que de otra forma hubiese estado dirigida contra CREKA-SPIO. El uso de las moléculas señuelo extendió la vida media de CREKA-SPIO en la sangre circulante cinco veces lo cual aumentaba significativamente la capacidad de las nanopartículas de dirigirse a los tumores.

El CREKA-SPIO que se acumuló en el tumor aumentaba la coagulación sanguínea en los vasos sanguíneos tumorales creando sitios adicionales de unión para las nanopartículas. Esta "autoamplificación” de la ubicación tumoral aumentaba mucho la capacidad de los investigadores de hacer imágenes de los tumores. También contribuía a bloquear hasta el 20% de los vasos sanguíneos en el tumor. Aunque la oclusión del 20% de los vasos tumorales no era suficiente para disminuir la tasa de crecimiento tumoral, sigue siendo un blanco prometedor para estudios posteriores.

"Habiendo identificado el principio de la autoamplificación, ahora estamos optimizando el proceso esperando obtener una detención más completa del flujo sanguíneo al tumor y estrangularlo”, dijo el Dr. Ruoslahti. "También estamos en el proceso de añadir una función de suministro de drogas a las partículas. Los dos métodos son sinérgicos; entre más partículas traigamos al tumor, mayor será la obstrucción del flujo sanguíneo y más droga será suministrada al tumor”.






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Burnham Institute for Medical Research