Los investigadores de ingeniería biomédica de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill han desarrollado una técnica que utiliza un parche incrustado con microagujas para administrar el tratamiento de inmunoterapia contra el cáncer directamente al sitio del cáncer de piel con melanoma. En estudios con animales, la técnicamelanoma dirigido más efectivamente que otros tratamientos de inmunoterapia.
Según los CDC, más de 67,000 personas en los Estados Unidos fueron diagnosticadas con melanoma solo en 2012, el año más reciente para el cual hay datos disponibles. Si se detectan temprano, los pacientes con melanoma tienen una tasa de supervivencia a más de 5 años98 por ciento, según el Instituto Nacional del Cáncer. Ese número se reduce a 16,6 por ciento si el cáncer ha hecho metástasis antes del diagnóstico y el tratamiento. Los tratamientos de melanoma van desde la cirugía hasta la quimioterapia y la radioterapia. Un nuevo campo prometedor de tratamiento contra el cáncer es la inmunoterapia contra el cáncer, que ayudaEl sistema inmunitario del cuerpo lucha contra el cáncer.
En el sistema inmunitario, se supone que las células T identifican y matan las células cancerosas. Para hacer su trabajo, las células T utilizan receptores especializados para diferenciar las células sanas de las células cancerosas. Pero las células cancerosas pueden engañar a las células T. Una forma en que las células cancerosas hacen estoes mediante la expresión de un ligando de proteínas que se une a un receptor en las células T para evitar que las células T reconozcan y ataquen a las células cancerosas.
Recientemente, la investigación de inmunoterapia contra el cáncer se ha centrado en el uso de anticuerpos "anti-PD-1" o muerte celular programada para evitar que las células cancerosas engañen a las células T.
"Sin embargo, esto plantea varios desafíos", dice Chao Wang, coautor principal de un artículo sobre la investigación de microagujas e investigador postdoctoral en el programa conjunto de ingeniería biomédica en NC State y UNC-Chapel Hill ". Primero, el anti-Los anticuerpos PD-1 generalmente se inyectan en el torrente sanguíneo, por lo que no pueden dirigirse al sitio del tumor de manera efectiva. En segundo lugar, la sobredosis de anticuerpos puede causar efectos secundarios como un trastorno autoinmune ".
Para abordar estos desafíos, los investigadores desarrollaron un parche que usa microagujas para administrar anticuerpos anti-PD-1 localmente al tumor de la piel. Las microagujas están hechas de ácido hialurónico, un material biocompatible.
Los anticuerpos anti-PD-1 están incrustados en nanopartículas, junto con glucosa oxidasa, una enzima que produce ácido cuando entra en contacto con la glucosa. Estas nanopartículas se cargan en microagujas, que se colocan en la superficie de un parche.
Cuando el parche se aplica a un melanoma, la sangre ingresa a las microagujas. La glucosa en la sangre hace que la glucosa oxidasa produzca ácido, que descompone lentamente las nanopartículas. A medida que las nanopartículas se degradan, los anticuerpos anti-PD-1 se liberan enel tumor
"Esta técnica crea una liberación constante y sostenida de anticuerpos directamente en el sitio del tumor; es un enfoque eficiente con una mayor retención de anticuerpos anti-PD-1 en el microambiente tumoral", dice Zhen Gu, profesor asistente en biomedicinaprograma de ingeniería y autor principal del artículo.
Los investigadores probaron la técnica contra el melanoma en un modelo de ratón. El parche de microagujas cargado con nanopartículas anti-PD-1 se comparó con el tratamiento inyectando anticuerpos anti-PD-1 directamente en el torrente sanguíneo e inyectando nanopartículas anti-PD-1directamente en el tumor.
"Después de 40 días, el 40 por ciento de los ratones que fueron tratados con el parche de microagujas sobrevivieron y no tenían melanoma restante detectable, en comparación con una tasa de supervivencia del cero por ciento para los grupos de control", dice Yanqi Ye, Ph.D.estudiante en el laboratorio de Gu y co-autor principal del artículo.
Los investigadores también crearon un cóctel de drogas, que consiste en anticuerpos anti-PD-1 y otro anticuerpo llamado anti-CTLA-4, que también ayuda a las células T a atacar a las células cancerosas.
"Usando una combinación de anti-PD-1 y anti-CTLA-4 en el parche de microagujas, el 70 por ciento de los ratones sobrevivieron y no tuvieron melanoma detectable después de 40 días", dice Wang.
"Debido a la forma de liberación sostenida y localizada, mediada por microagujas, podemos lograr efectos terapéuticos deseables con una dosis relativamente baja, lo que reduce el riesgo de trastornos autoinmunes", dice Gu.
"Estamos entusiasmados con esta técnica, y estamos buscando financiación para continuar estudios y posible traducción clínica", agrega Gu.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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