El origami de ADN mejora la imagenología del tejido pancreático denso para la detección del cáncer

Uno de los desafíos de la lucha contra el cáncer de páncreas es encontrar maneras de penetrar el tejido denso del órgano para definir los límites entre el tejido maligno y el normal. Ahora, un nuevo estudio utiliza estructuras de origami de ADN para administrar selectivamente agentes de imagen fluorescente a las células de cáncer de páncreas sin afectar a las células normales.

La investigación, realizada por científicos de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign (Champaign, IL, EUA) y la Universidad de Purdue (West Lafayette, IN, EUA), reveló que las estructuras de origami de ADN, diseñadas para transportar paquetes de tintes de imagen, pueden dirigirse selectivamente a las células cancerosas humanas con mutación KRAS. Estas células están presentes en aproximadamente el 95 % de los casos de cáncer de páncreas. El ADN, al ser una molécula larga de doble cadena, es especialmente adecuado para plegarse en estructuras nanométricas capaces de alojar moléculas —en este caso, tintes fluorescentes— en ubicaciones precisas para formar nuevas estructuras moleculares sintéticas.

En sus experimentos, los investigadores crearon modelos 3D de cáncer de páncreas utilizando "tumoroides" y sistemas microfluídicos que replican el complejo microambiente tumoral. Estos modelos microfluídicos de tumor-estroma se diseñaron para reducir la dependencia del tejido animal y aumentar el potencial de traducir estos hallazgos a aplicaciones clínicas humanas. Para evaluar la eficacia con la que las estructuras de origami de ADN eran absorbidas por los tejidos cancerosos, los investigadores aplicaron las estructuras de ADN empaquetadas con tinte fluorescente a los modelos tumorales y monitorizaron su movimiento mediante imágenes de fluorescencia. Además, probaron la distribución de estos paquetes de origami de ADN en un entorno biológicamente más relevante al administrarlos a ratones implantados con tejido tumoral humano de páncreas.

El equipo experimentó con varias formas de origami de ADN, incluidas moléculas con forma de tubo y de loseta. Los resultados, publicados en la revista Advanced Science, mostraron que las moléculas en forma de tubo que miden aproximadamente 70 nanómetros de longitud y 30 nanómetros de diámetro, así como versiones más pequeñas de unos 6 nanómetros de longitud y 30 nanómetros de diámetro, exhibieron la mayor captación por el tejido de cáncer pancreático, sin ser absorbidas por el tejido no canceroso circundante. Por el contrario, las moléculas tubulares de mayor tamaño y todas las moléculas con forma de loseta mostraron resultados menos eficaces. De cara al futuro, los investigadores planean explorar el uso de estructuras de origami de ADN cargadas con fármacos de quimioterapia para una administración dirigida a las células cancerosas, minimizando aún más el impacto sobre las células normales.

“Esta investigación destaca no solo el potencial de una imagenología oncológica más precisa, sino también la administración selectiva de quimioterapia, un avance significativo con respecto a los tratamientos actuales para el adenocarcinoma ductal pancreático”, afirmó Bumsoo Han, profesor de ciencias mecánicas e ingeniería en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. “El proceso actual de extirpación de tejido canceroso mediante resección quirúrgica puede mejorarse considerablemente mediante una imagenología más precisa de los márgenes tumorales”.