Los investigadores que investigan formas de administrar altas dosis de medicamentos contra el cáncer dentro de los tumores han demostrado que pueden usar un láser y nanopartículas de oro activadas por la luz para activar de forma remota la liberación de medicamentos contra el cáncer aprobados dentro de las células cancerosas en cultivos de laboratorio.
El estudio realizado por investigadores de la Universidad de Rice y la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern aparece en la edición temprana en línea de esta semana Actas de la Academia Nacional de Ciencias . Empleó nanocápsulas de oro para administrar dosis tóxicas de dos medicamentos, lapatinib y docetaxel, dentro de las células de cáncer de mama. Los investigadores demostraron que podían usar un láser para activar de forma remota las partículas para liberar las drogas después de que ingresaron a las células.
Aunque las pruebas se realizaron con cultivos de células en un laboratorio, la investigación se diseñó para demostrar la aplicabilidad clínica: las nanopartículas no son tóxicas, los medicamentos se usan ampliamente y el láser infrarrojo de baja potencia puede brillar de manera no invasiva a través del tejido y llegar a varios tumorespulgadas debajo de la piel.
"En futuros estudios, planeamos usar una estrategia de caballo de Troya para obtener las nanocapas cargadas de drogas dentro de los tumores", dijo Naomi Halas, ingeniera, química y física de la Universidad de Rice que inventó las nanocapas de oro y ha gastado más de 15años investigando su potencial anticancerígeno. "Los macrófagos, un tipo de glóbulo blanco que se ha demostrado que penetra en los tumores, transportará los complejos de partículas de drogas a los tumores, y una vez allí usaremos un láser para liberar las drogas".
La coautora Susan Clare, profesora asociada de investigación de cirugía en la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern, dijo que el estudio PNAS fue diseñado para demostrar la viabilidad del enfoque del caballo de Troya. Además de demostrar que los medicamentos podrían liberarse en el interiorlas células cancerosas, el estudio también mostró que en los macrófagos, los medicamentos no se separaron antes de desencadenarse.
"Obtener medicamentos quimioterapéuticos para penetrar en los tumores es muy difícil", dijo Clare, también cirujana de cáncer de mama de Northwestern Medicine. "Los medicamentos tienden a ser expulsados de los tumores en lugar de extraerlos. Para obtener una dosis eficaz en el tumor, los pacientes a menudotiene que tomar tanto medicamento que las náuseas y otros efectos secundarios se vuelven severos. Nuestra esperanza es que la combinación de macrófagos y la liberación desencadenada del medicamento aumenten la dosis efectiva de medicamentos dentro de los tumores para que los pacientes puedan tomar menos en lugar de más ".
Clare dijo que si el enfoque funciona, podría provocar menos efectos secundarios y potencialmente usarse para tratar muchos tipos de cáncer. Por ejemplo, uno de los medicamentos en el estudio, el lapatinib, es parte de una amplia clase de quimioterapias llamadainhibidores de la tirosina quinasa que se dirigen a proteínas específicas relacionadas con diferentes tipos de cáncer.Otros medicamentos aprobados por la Administración Federal de Drogas de su clase incluyen imatinib leucemia, gefitinib mama, pulmón, erlotinib pulmón, páncreas, sunitinib estómago, riñóny sorafenib hígado, tiroides y riñón.
"Todos los inhibidores de la tirosina quinasa son notoriamente insolubles en agua", dijo Amanda Goodman, una alumna de Rice y autora principal del estudio PNAS. "Como clase de drogas, tienen poca biodisponibilidad, lo que significa que una proporción relativamente pequeña delel medicamento en cada píldora en realidad está matando las células cancerosas. Si nuestro método funciona para el lapatinib y el cáncer de seno, también podría funcionar para los otros medicamentos de la clase ".
Halas inventó las nanoconchas en Rice en la década de 1990. Aproximadamente 20 veces más pequeñas que un glóbulo rojo, están hechas de una esfera de vidrio cubierta por una fina capa de oro. Las nanoconchas pueden ajustarse para capturar energía de longitudes de onda específicas de luz,incluyendo el infrarrojo cercano IR cercano, una longitud de onda no visible que atraviesa la mayoría de los tejidos del cuerpo. Nanospectra Biosciences, licenciatario de esta tecnología, ha realizado varios ensayos clínicos en la última década utilizando nanocapas como agentes fototérmicos que destruyen tumores con infrarrojosligero.
La colaboración de Clare y Halas en el suministro de medicamentos a base de nanocápsula comenzó hace más de 10 años. En trabajos anteriores, mostraron que un láser de onda continua de IR cercano, el mismo tipo que produce calor en las aplicaciones fototérmicas de nanocápsulas- podría usarse para desencadenar la liberación de drogas de nanocapas.
En el último estudio, Goodman comparó el uso de la activación por láser de onda continua y la activación con un láser de pulso de baja potencia. Utilizando cada tipo de láser, demostró la liberación remota de fármacos de dos tipos de conjugados de fármaco de nanocarte.Un tipo usó un enlazador de ADN y el medicamento docetaxel, y el otro empleó un recubrimiento de la proteína de la albúmina de la sangre para atrapar y retener el lapatinib. En cada caso, Goodman descubrió que podía desencadenar la liberación del medicamento después de que las nanocapas fueran absorbidas dentro del cáncer.células. Tampoco encontró ninguna liberación prematura medible de drogas en los macrófagos en ninguno de los casos.
Halas y Clare dijeron que esperan comenzar pronto las pruebas con animales de la tecnología y tener un modelo de ratón establecido que pueda usarse para las pruebas.
"Estoy particularmente entusiasmada con el potencial de lapatinib", dijo Clare. "La primera vez que escuché sobre el trabajo de Naomi, me pregunté si podría ser la respuesta para administrar medicamentos en el interior anóxico sin oxígeno de los tumoresdonde acechan algunas de las células cancerosas más agresivas. Como médicos, siempre estamos buscando maneras de evitar que el cáncer regrese meses o años después, y espero que esto pueda hacer eso ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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