Nuevo nanomaterial elimina células cancerosas sin dañar los tejidos sanos

La terapia quimiodinámica busca destruir las células cancerosas aprovechando su entorno químico anormal, pero los enfoques actuales a menudo no logran un control tumoral duradero. Los tumores malignos son más ácidos que el tejido sano y contienen mayores niveles de peróxido de hidrógeno, condiciones que pueden aprovecharse para generar especies reactivas de oxígeno tóxicas.

Sin embargo, las terapias existentes suelen desencadenar una sola reacción oxidativa, lo que limita su eficacia. Ahora, investigadores han desarrollado un nanomaterial que activa dos reacciones químicas complementarias dentro de las células cancerosas, lo que conduce a la erradicación completa del tumor sin dañar el tejido sano.

Investigadores de la Universidad Estatal de Oregón (Corvallis, OR, EUA) han diseñado un nanomaterial basado en una estructura metal-orgánica (MOF) de hierro, diseñado para funcionar de forma específica dentro del microambiente tumoral. Este enfoque se basa en los principios de la terapia quimiodinámica, aprovechando la acidez del tumor y los niveles elevados de peróxido de hidrógeno para activar reacciones catalíticas directamente dentro de las células cancerosas.

Las terapias quimiodinámicas convencionales generan principalmente radicales hidroxilo, moléculas altamente reactivas que dañan componentes celulares como el ADN, las proteínas y los lípidos debido al estrés oxidativo. Estrategias más recientes también pueden producir oxígeno singlete, otra especie reactiva tóxica del oxígeno con una configuración electrónica distintiva. El nanoagente MOF recientemente desarrollado posee la singular capacidad de generar radicales hidroxilo y oxígeno singlete simultáneamente, con una alta eficiencia catalítica que sustenta la producción continua de especies reactivas del oxígeno en los tumores.

En pruebas de laboratorio, el nanoagente demostró una potente toxicidad en múltiples líneas celulares cancerosas, con un daño insignificante en células no cancerosas. En modelos murinos implantados con células de cáncer de mama humano, la administración sistémica del nanoagente resultó en una acumulación tumoral eficiente y un estrés oxidativo robusto en el tejido canceroso. El tratamiento condujo a la regresión completa del tumor y a la prevención a largo plazo de la recurrencia sin toxicidad sistémica detectable.

Los hallazgos, publicados en Advanced Functional Materials, sugieren que la terapia quimiodinámica dualmente reactiva podría superar las limitaciones clave de diseños anteriores que solo producían respuestas tumorales parciales. Al combinar dos mecanismos oxidativos en un único nanoagente, este enfoque podría ofrecer resultados terapéuticos más duraderos en diversos tipos de cáncer. Los investigadores planean evaluar la eficacia del nanoagente en otras neoplasias malignas, incluido el cáncer de páncreas agresivo, para evaluar su potencial clínico más amplio.

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Universidad Estatal de Oregón