La capacidad de las células cancerosas para desarrollar resistencia a los fármacos de quimioterapia, conocida como resistencia a múltiples fármacos, sigue siendo una de las principales causas de recidiva tumoral y metástasis del cáncer, pero los hallazgos recientes ofrecen la esperanza de que algún día los oncólogos puedan dirigir las células cancerosas afuera "de sus capacidades de resistencia.
Nuevos hallazgos presentados por el profesor Xiaoming "Shawn" del Departamento de Bioingeniería Fischell de la Universidad de Maryland, junto con investigadores de otras cinco instituciones académicas, señalan una técnica que utiliza nanopartículas especialmente diseñadas y tratamiento con láser de infrarrojo cercano para hacer que las células cancerosas pierdan su resistencia a múltiples fármacoscapacidades durante días. Esto crea una ventana terapéutica para que la quimioterapia combata incluso las células más resistentes a los medicamentos que quedan después de una cirugía o un tratamiento anterior. Los hallazgos del grupo se publicaron hoy en Comunicaciones de la naturaleza .
"Al administrar quimioterapia dentro de esta 'ventana terapéutica', los oncólogos podrían aplicar una dosis más baja de medicamentos de quimioterapia a los pacientes, con el potencial de un mejor resultado del tratamiento, todo mientras se minimiza la toxicidad de los medicamentos en los órganos sanos", dijo.
Una de las razones principales por las que las células cancerosas desarrollan resistencia es la sobreexpresión de lo que se conoce como bombas de eflujo, proteínas que protegen una célula bombeando sustancias tóxicas no deseadas antes de que puedan alcanzar su objetivo previsto. De la misma manera que funcionan las bombas de eflujodifíciles de proteger contra las toxinas, también expulsan prácticamente todos los medicamentos de quimioterapia clínicamente relevantes.
Afortunadamente, las bombas de eflujo requieren una fuente de energía química para realizar su función. Como tal, al cortar el suministro de energía a las bombas de eflujo, los oncólogos podrían reducir, o incluso eliminar, la resistencia de una célula a medicamentos, como losadministrado para quimioterapia. Reconociendo esto, él y su equipo de investigación desarrollaron una forma de reducir la cantidad de energía química, trifosfato de adenosina ATP, disponible para las bombas de eflujo en las células cancerosas.
El equipo, que también incluyó a investigadores de la Universidad Estatal de Ohio, la Universidad de Virginia, la Facultad de Medicina de la Universidad de Missouri, la Universidad de Medicina Tradicional China de Shanghai y la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana, apuntó una nanopartícula especialmente diseñada a la mitocondria,El generador de energía de la célula en el que la célula convierte el oxígeno y los nutrientes en ATP. Una vez que las nanopartículas llegan a las mitocondrias de las células cancerosas, los investigadores aplican un tratamiento con láser de infrarrojo cercano para desencadenar una reacción química que reduce la cantidad de ATP disponible para las bombas y, por lo tanto,corta su suministro de energía. Este tratamiento reduce la expresión de las bombas de eflujo y disminuye su distribución en la membrana plasmática celular.
Los hallazgos del equipo de investigación demuestran que las nanopartículas cargadas de fármacos, en combinación con el tratamiento con láser de infrarrojo cercano, pueden inhibir eficazmente el crecimiento de tumores resistentes a múltiples fármacos sin una toxicidad sistémica evidente.
Si bien los investigadores han trabajado durante mucho tiempo con nanopartículas para la administración de medicamentos, los hallazgos presentados por He y su equipo representan un avance crucial para abordar la resistencia a múltiples medicamentos en las células cancerosas.
"Durante años, los investigadores se han centrado en administrar más fármacos de quimioterapia en las células cancerosas utilizando nanopartículas, sin apuntar a la raíz de la resistencia a los fármacos", dijo. "Esto significó que las células cancerosas mantuvieron su capacidad para expulsar los fármacos de quimioterapia, lo que limitócualquier mejora de la terapia contra el cáncer. Para abordar este desafío, nuestro grupo de investigación está utilizando nanopartículas no solo para administrar más medicamentos de quimioterapia al sitio objetivo dentro de las células cancerosas, sino también para comprometer la función de las bombas de salida y, por lo tanto, mejorar significativamente la seguridad y la eficaciade la terapia del cáncer. "
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Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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