Los investigadores de Stanford han arrancado las tripas de un virus y han rediseñado totalmente su núcleo para reutilizar sus capacidades infecciosas en un vehículo seguro para administrar vacunas y terapias directamente donde se necesitan.
El estudio informó hoy en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias da nueva vida al campo de la entrega dirigida, el esfuerzo continuo para diseñar tratamientos que afecten las áreas enfermas pero que dejen el tejido sano solo.
"Llamamos a esto una partícula inteligente", dijo James Swartz, profesor de ingeniería química y de bioingeniería en Stanford que dirigió el estudio. "Lo hacemos inteligente al agregar etiquetas moleculares que actúan como direcciones para enviar la carga terapéutica dondequiero que se vaya "
El uso de la partícula inteligente para la inmunoterapia implicaría etiquetar su superficie externa con moléculas diseñadas para enseñar a las células que combaten las enfermedades del cuerpo a reconocer y destruir los cánceres, dijo Swartz.
Para Swartz y su principal colaborador, Yuan Lu, ahora investigador de farmacología en la Universidad de Tokio, el resultado es una reivindicación. Cuando comenzaron la investigación hace cuatro años, las agencias de financiación dijeron que no se podía hacer.
Se necesitará mucho más esfuerzo para lograr el segundo objetivo: empacar pequeñas cantidades de medicamentos en las partículas inteligentes, entregar las partículas a las células enfermas y diseñarlas para liberar sus cargas.
'Prueba de principio'
"Este fue un experimento de prueba de principio, por lo que hay mucho trabajo por hacer", dijo Swartz. "Pero creo que podemos usar esta partícula inteligente para administrar inmunoterapias contra el cáncer que tendrán efectos secundarios mínimos".
Robert Langer, profesor del Instituto de Tecnología de Massachusetts, líder en la investigación de entrega dirigida de medicamentos que no estaba relacionado con los experimentos de Stanford, también leyó el documento antes de su publicación.
"Este es un trabajo excelente, un papel hermoso", dijo Langer. "El Dr. Swartz y sus colegas han hecho un trabajo notable estabilizando las partículas similares a virus y rediseñando su superficie".
El suministro dirigido de medicamentos es uno de los objetivos principales de la medicina porque busca enfocar los remedios en las células enfermas, minimizando los efectos secundarios que ocurren cuando, por ejemplo, la radiación o la quimioterapia dañan las células sanas mientras se trata el cáncer.
Buscando un modelo en la naturaleza, muchos investigadores se enfocaron en virus, que atacan células específicas, se escabullen y entregan una carga útil infecciosa. El nuevo documento describe cómo el equipo de Stanford diseñó una partícula similar a un virus que es solo un vehículo de entrega sin carga útil infecciosa.
Comenzaron con el virus que causa la hepatitis B. Este virus tiene tres capas como un huevo, y los investigadores se centraron en la capa media no infecciosa, llamada cápside. Es una estructura de proteína compleja, y cuando se ensambla adecuadamente esta cápsidaparece un balón de fútbol esquelético con muchos picos sobresaliendo.
Otros investigadores han tenido la misma idea para reutilizar la cápside de la hepatitis B porque su estructura hueca es lo suficientemente grande, en teoría, como para llevar una carga médica significativa. Pero en la práctica esto había resultado tan difícil que cuando Swartz presentó la idea a las agencias de financiaciónellos dijeron no.
Pero Swartz estaba tan seguro de que su enfoque funcionaría que encontró formas de iniciar el proyecto durante varios años que le llevó terminar sus experimentos.
Próximos pasos
Los biotecnólogos saben cómo construir las estructuras complejas de proteínas que encuentran en la naturaleza, pero el equipo de Stanford llevó esto más allá. No solo construyeron la cápside que proporcionó la naturaleza. Estudiaron el ADN que dirige la estructura para ensamblar y rediseñar elcódigo para diseñar a medida una cápside que sería invisible para el sistema inmune, lo suficientemente resistente como para sobrevivir a un viaje a través del torrente sanguíneo y tener una superficie a la que sería fácil unir etiquetas moleculares.
La bioingeniería de la superficie era importante. Si los investigadores quisieran que la cápside le enseñara al sistema inmunitario a destruir las células cancerosas, colgarían las etiquetas de las vacunas en las espigas.celular, colgarían etiquetas de dirección en los picos.
Finalmente, los investigadores tuvieron que hacer todas estas modificaciones sin destruir la capacidad milagrosa del código de ADN de la cápside para dirigir 240 copias de una proteína para autoensamblarse en una esfera hueca con una superficie puntiaguda.
Swartz dijo que el siguiente paso es colocar etiquetas de cáncer en el exterior de esta partícula inteligente, para usarla para entrenar al sistema inmunitario a reconocer ciertos tipos de cáncer. Esos experimentos probablemente ocurrirían en ratones.
Después de eso, agregará la siguiente función: seguir diseñando el código de ADN para asegurarse de que la proteína pueda autoensamblarse alrededor de una pequeña carga medicinal.
"Eso será bastante complicado, pero ya hemos llegado tan lejos cuando dijeron que no se podía hacer", dijo Swartz.
Stanford ha patentado la tecnología y diferentes aspectos tienen licencia para una compañía de biotecnología en la que Swartz tiene un interés fundamental. El enfoque se encuentra en sus primeras etapas y todavía no hay un calendario para el desarrollo comercial.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Stanford . Original escrito por Tom Abate. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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