Investigadores de Sylvester desarrollan nanopartículas que pueden atravesar la barrera hematoencefálica

Al cargar la partícula con dos profármacos que se dirigen a las mitocondrias, el centro de producción de energía de la célula, los investigadores demostraron que su método podía reducir los tumores cerebrales de mama y colon en estudios preclínicos.

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«Siempre digo que la nanomedicina es el futuro, pero obviamente ya estábamos en ese futuro», afirmó Dhar, en referencia a las vacunas contra la COVID-19 disponibles comercialmente, que utilizan nanopartículas en su formulación. «La nanomedicina también es sin duda el futuro de la terapia contra el cáncer».

El nuevo método utiliza una nanopartícula hecha de un polímero biodegradable, previamente desarrollado por el equipo de Dhar, junto con dos fármacos también desarrollados en su laboratorio que apuntan a las fuentes de energía del cáncer. Debido a que las células cancerosas a menudo tienen una forma de metabolismo diferente a la de las células sanas, suprimir su metabolismo puede ser una forma eficaz de matar tumores sin dañar otros tejidos.

Uno de estos medicamentos es una versión modificada de un fármaco de quimioterapia clásico, el cisplatino, que mata las células cancerosas dañando el ADN de las células de rápido crecimiento, deteniendo efectivamente el crecimiento de ellas. Pero las células tumorales pueden reparar su ADN, lo que a veces genera resistencia al cisplatino. El equipo de Dhar modificó el fármaco para cambiar su objetivo del ADN nuclear, el ADN que forma nuestros cromosomas y genoma, al ADN mitocondrial. Las mitocondrias son las fuentes de energía de nuestras células y contienen sus propios genomas, mucho más pequeños, y, lo que es crucial para fines terapéuticos contra el cáncer, carecen de la misma maquinaria de reparación del ADN que tienen nuestros genomas más grandes.

Debido a que las células cancerosas pueden cambiar entre diferentes fuentes de energía para sostener su crecimiento y proliferación, los investigadores combinaron su cisplatino modificado, al que llaman Platino-M y ataca el proceso de generación de energía conocido como fosforilación oxidativa, con otro fármaco que han desarrollado, Mito-DCAque se dirige específicamente a una proteína mitocondrial conocida como quinasa e inhibe la glucólisis, un tipo diferente de generación de energía.

Dhar dijo que ha sido un largo camino para desarrollar nanopartículas que puedan acceder al cerebro. Ha estado trabajando en nanopartículas durante toda su carrera independiente, y en un proyecto anterior que estudiaba diferentes formas de polímeros, los investigadores notaron que una pequeña fracción de algunas de estas nanopartículas llegaba al cerebro en estudios preclínicos. A través de afilar esos polímeros Además, el equipo de Dhar desarrolló nanopartículas que pueden atravesar tanto la barrera hematoencefálica como la membrana externa de las mitocondrias.

«Ha habido muchos altibajos en la comprensión de esto, y todavía estamos trabajando para comprender el mecanismo por el cual estas partículas cruzan la barrera hematoencefálica», dijo Dhar.

Luego, el equipo probó las nanopartículas cargadas de fármacos especializados en estudios preclínicos y descubrió que funcionaban para reducir tanto los tumores de mama como las células de cáncer de mama que se sembraban en el cerebro para formar tumores allí. La combinación de nanopartículas y fármacos tampoco pareció ser tóxica y prolongó significativamente la supervivencia en estudios de laboratorio.

A continuación, el equipo quiere probar su método en el laboratorio para replicar las metástasis del cerebro humano más estrechamente, tal vez incluso utilizando células cancerosas derivadas del paciente. También quieren probar el fármaco en modelos de laboratorio de glioblastoma, un cáncer cerebral particularmente agresivo.

«Estoy realmente interesado en la química de los polímeros y su uso con fines médicos realmente me fascina», dijo Akash Ashokan, estudiante de doctorado de la Universidad de Miami que trabaja en el laboratorio de Dhar y compañía, primer autor del estudio junto con el doctorado. estudiante Shrita Sarkar. «Es fantástico ver esto aplicado a la terapia contra el cáncer».

CRÉDITO DE LA IMAGEN: Silvestre

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