Los investigadores de la comunidad de nanomedicina para el cáncer debaten si el uso de estructuras pequeñas, llamadas nanopartículas, puede administrar mejor la terapia farmacológica a los tumores de forma pasiva, permitiendo que las nanopartículas se difundan en los tumores y se mantengan en su lugar, o de forma activa, agregando un antimolécula de cáncer para unirse a receptores específicos de células cancerosas y, en teoría, mantener la nanopartícula en el tumor por más tiempo.Ahora, una nueva investigación sobre tumores de humanos y ratones en ratones realizada por investigadores del Centro de Cáncer Johns Hopkins Kimmel sugiere que la pregunta es aún más complicada.
Los estudios de laboratorio que probaron ambos métodos en seis modelos de cáncer de seno; cinco líneas celulares de cáncer humano y un cáncer de ratón en ratones con tres variantes del sistema inmune encontraron que las nanopartículas recubiertas con trastuzumab, un fármaco dirigido al receptor del factor de crecimiento epidérmico humano 2 Las células de cáncer de mama positivas para HER2 se retuvieron mejor en los tumores que las nanopartículas simples, incluso en tumores que no expresaban la proteína HER2 pro-crecimiento. Sin embargo, las células inmunes del huésped expuestas a las nanopartículas indujeron una respuesta inmune anticancerígena poractivando las células T que invadieron y ralentizaron el crecimiento tumoral.
Una descripción del trabajo se publicará el 25 de marzo en Avances científicos .
"Se sabe desde hace mucho tiempo que las nanopartículas, cuando se inyectan en el torrente sanguíneo, son recogidas por macrófagos y otras células del sistema inmunológico como carroñeros", explica el autor principal del estudio Robert Ivkov, Ph.D., M.Sc., asociadoprofesor de oncología de radiación y ciencias de la radiación molecular en el Centro Integral de Cáncer Sidney Kimmel en Johns Hopkins. "Muchos investigadores en el campo se han centrado en tratar de reducir las interacciones con las células inmunes, porque han estado tratando de aumentar el tiempo de circulación de las nanopartículasy su retención en las células tumorales. Pero nuestro estudio demuestra que las células inmunes en el tumor se acumulan y reaccionan a las partículas de tal manera que estimulan una respuesta anticancerígena. Esto puede tener potencial para avanzar más allá de la administración de fármacos hacia el desarrollo de inmunoterapias contra el cáncer."
Los investigadores realizaron algunos experimentos in vitro en su estudio. Primero, aplicaron algunas nanopartículas simples de óxido de hierro recubiertas con almidón y otras recubiertas con trastuzumab a cinco líneas celulares de cáncer de mama humano, descubriendo que la cantidad de unión entre los recubiertos con trastuzumablas nanopartículas y las células dependían de la cantidad de células cancerosas que expresaban el oncogén HER2. En las personas, los cánceres de mama positivos para HER2 se encuentran entre los más resistentes a la quimioterapia estándar. Trastuzumab, vendido bajo el nombre de Herceptin, se dirige a las células tumorales positivas para HER2 y desencadena elsistema inmune también.
Los investigadores informaron que las respuestas fueron sorprendentemente diferentes en los modelos animales. En experimentos separados, el equipo usó las nanopartículas en dos cepas de ratones inmunodeficientes injertadas con células de cinco líneas celulares de cáncer de mama humano, dos con HER2 negativo y tresque fueron positivos para HER2. Cuando estudiaron los tumores de los animales 24 horas después, notaron que las nanopartículas recubiertas con trastuzumab se encontraban en una concentración de dos a cinco veces mayor que las nanopartículas simples en todos los tipos de tumores, independientemente de si expresaban HER2También descubrieron que la cantidad de nanopartículas recubiertas con trastuzumab era aún mayor diez veces en ratones que tenían un sistema inmune completamente funcional y que tenían tumores derivados de ratones.
Esto llevó a los investigadores a sospechar que los sistemas inmunes de los animales huésped estaban interactuando fuertemente con las nanopartículas y desempeñando un papel en la determinación de la retención de las partículas en el tumor, se haya agregado o no un medicamento.
Más experimentos, informa el equipo, revelaron que las células inmunes asociadas a tumores fueron responsables de recolectar las nanopartículas, y que los ratones criados con un sistema inmune intacto retuvieron más de las nanopartículas recubiertas con trastuzumab que los ratones criados sin un sistema inmune completamente funcional.
Además, las células inmunes inflamatorias en el entorno inmediato de los tumores, o microambiente, incautaron más de las nanopartículas recubiertas que las simples. Finalmente, en una serie de experimentos de 30 días, los investigadores descubrieron que la exposición a las nanopartículas inhibía el crecimiento del tumortres a cinco veces más que los controles, y un aumento de las células T que matan el cáncer positivas para CD8 en los tumores. Sorprendentemente, señala Ivkov, la respuesta de activación inmunitaria contra el cáncer fue igualmente efectiva con la exposición a nanopartículas simples o recubiertas con trastuzumab.las células T defectuosas no mostraron inhibición del crecimiento tumoral. Los investigadores dicen que esto demostró que la exposición sistémica a las nanopartículas puede causar una respuesta inmunitaria sistémica del huésped que conduce a la estimulación inmunológica contra el cáncer y no requiere que las nanopartículas estén dentro de los tumores.
"En general, nuestro trabajo sugiere que existen interdependencias complejas entre el huésped y las respuestas inmunes tumorales a la exposición a nanopartículas", dice Ivkov. "Estos resultados ofrecen posibilidades intrigantes para explorar el 'objetivo' de nanopartículas del microambiente inmunitario tumoral. También demuestran nuevas y emocionantes nuevaspotencial para desarrollar nanopartículas como plataformas para terapias inmunes contra el cáncer "
Los investigadores dicen que también planean estudiar si se pueden generar los mismos tipos de respuestas inmunes para afecciones no cancerosas, como enfermedades infecciosas.
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Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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