Las nanopartículas conocidas como puntos de Cornell, o puntos C, han demostrado ser muy prometedoras como herramienta terapéutica en la detección y el tratamiento del cáncer.
Ahora, las partículas ultrapequeñas, desarrolladas hace más de una docena de años por Ulrich Wiesner, el profesor de ingeniería Spencer T. Olin en la Universidad de Cornell, han demostrado que pueden hacer algo aún mejor: matar las células cancerosas sin un fármaco citotóxico.
El estudio fue dirigido por Michelle Bradbury, directora de imágenes intraoperatorias en el Centro de Cáncer Memorial Sloan Kettering y profesor asociado de radiología en Weill Cornell Medicine, y Michael Overholtzer, biólogo celular en MSKCC, en colaboración con Wiesner. Su trabajo detalla cómo C puntos, administrados en grandes dosis y con los tumores en un estado de privación de nutrientes, desencadenan un tipo de muerte celular llamada ferroptosis.
"Si tuviera que diseñar una nanopartícula para matar el cáncer, esta sería exactamente la forma en que lo haría", dijo Wiesner. "La partícula es bien tolerada en el tejido normalmente sano, pero tan pronto como tenga un tumor, ybajo condiciones muy específicas, estas partículas se convierten en asesinos "
"De hecho", dijo Bradbury, "esta es la primera vez que hemos demostrado que la partícula tiene propiedades terapéuticas intrínsecas".
Las partículas de sílice fluorescente de Wiesner, tan pequeñas como 5 nanómetros de diámetro, fueron diseñadas originalmente para ser utilizadas como herramientas de diagnóstico, uniéndose a las células cancerosas e iluminando para mostrar al cirujano dónde están las células tumorales. Los usos potenciales también incluyeron la administración de fármacos y el medio ambienteEl primer ensayo clínico en humanos realizado por la Administración de Drogas y Alimentos, dirigido por Bradbury, consideró que las partículas son seguras para los humanos.
En pruebas adicionales de las partículas en los últimos cinco años, Bradbury, Overholtzer, Wiesner y sus colaboradores hicieron este hallazgo importante e inesperado.
Cuando se incuba con células cancerosas en dosis altas, y lo que es más importante, con células cancerosas en un estado de privación de nutrientes, los puntos C recubiertos con péptidos de Wiesner muestran la capacidad de adsorber hierro del ambiente y entregarlo a las células cancerosas., llamado alpha-MSH, fue desarrollado por Thomas Quinn, profesor de bioquímica en la Universidad de Missouri.
Este proceso desencadena la ferroptosis, una forma necrótica de muerte celular que implica la ruptura de la membrana plasmática, diferente de la fragmentación celular típica que se encuentra durante una forma de muerte celular más comúnmente llamada apoptosis.
"El propósito original para estudiar los puntos en las células era ver qué tan bien se tolerarían concentraciones más grandes sin alterar la función celular", dijo Overholtzer. "Si bien las altas concentraciones se toleraron bien en condiciones normales, también queríamos saber cómo el cáncerlas células bajo estrés podrían responder "
Para sorpresa del grupo, en 24 a 48 horas después de que las células cancerosas fueron expuestas a los puntos, hubo una "ola de destrucción" en todo el cultivo celular, dijo Wiesner. Los tumores también disminuyeron cuando los ratones recibieron múltiples inyecciones de dosis altassin reacciones adversas, dijo Bradbury, codirector con Wiesner del Centro MSKCC-Cornell para la Traducción de Nanomedicinas del Cáncer.
En la lucha en curso contra una enfermedad que mata a millones de personas en todo el mundo anualmente, el cáncer se ha llevado a varios miembros de la familia de Wiesner, lo que lo convierte en una cruzada personal para él. Tener otra arma solo puede ayudar, dijo Wiesner.
"Hemos encontrado otra herramienta en la que las personas no han pensado hasta ahora", dijo. "Esto ha cambiado nuestra forma de pensar sobre las nanopartículas y lo que podrían hacer".
El trabajo futuro se centrará en utilizar estas partículas en combinación con otras terapias estándar para un tipo de tumor dado, dijo Bradbury, con la esperanza de mejorar aún más la eficacia antes de las pruebas en humanos. Los investigadores también buscarán adaptar la partícula para atacar cánceres específicos.
Su artículo, "Las nanopartículas ultrapequeñas inducen ferroptosis de células cancerosas privadas de nutrientes y suprimen el crecimiento tumoral", se publicó el 26 de septiembre en Nature Nanotechnology.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Original escrito por Daryl Lovell. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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