Un equipo de investigadores de la Universidad de Tokio ha diseñado unos pequeños grupos de moléculas jabonosas, llamadas micelas, para transportar fármacos dentro de las células tumorales y liberar su carga en el interior. Estas moléculas aprovechan el sistema de transporte inte o de las células para acercarse a su objetivo--el ADN de la célula.
La liberación del fármaco cerca del núcleo de las células cancerosas parece protegerlo del mecanismo de defensa de éstas. El enfoque consiguió frenar el crecimiento de los tumores en ratones--incluso para aquellos tumores que eran totalmente resistentes al fármaco cuando éste se administraba normalmente. El trabajo fue publicado ayer en la revista Science Translational Medicine.
"Este trabajo se centra en un obstáculo clave en el tratamiento del cáncer superando las limitaciones de los fármacos libres--es decir, el hecho que las células desarrollen resistencia a ellos", señala Samir Mitragotri, profesor de ingeniería química en la Universidad de Califo ia en Santa Bárbara, quien no estuvo involucrado con la investigación.
Las micelas fueron probadas como un sistema de suministro del fármaco oxaliplatino, contra el cáncer, en ratones con cáncer de colon resistente a los medicamentos humanos.
Por lo general, el oxaliplatino se inyecta en el torrente sanguíneo de un paciente, y desde allí entra en el citoplasma de las células tumorales a través de pequeños huecos o de canales en la membrana celular. Sólo alrededor del 5 al 10 por ciento de las partículas del fármaco consiguen llegar al núcleo de la célula, pero las que lo hacen, se adhieren al ADN y alteran su función, eventualmente matando la célula cancerosa. Sin embargo, una vez que el cáncer colorrectal ha comenzado a metastatizar, en tan sólo nueve meses desarrolla unas proteínas de defensa en su citoplasma que inactivan el oxaliplatino.
nLas micelas penetran la membrana celular de una manera diferente, entrando en la célula a través de un proceso llamado endocitosis. Unas pequeñas secciones de la membrana celular se separan y forman unas vesículas que parecen burbujas que engullen las micelas. Estos sacos envueltos de membrana viajan a través del sistema de transporte inte o de la célula hasta que se encuentran cerca del núcleo.
A medida que las micelas se acercan al núcleo de la célula, la química dentro de las vesículas se vuelve gradualmente más ácida, para que se más fácil digerir su carga a pequeñas partículas de nutrientes. A medida que las condiciones se vuelven más ácidas, las moléculas de las micelas, que se han autoensamblado alrededor de las moléculas de fármaco, pierden su capacidad de permanecer juntas y liberan el fármaco.
"Las micelas operan como caballos de Troya a nanoescala para entregar de manera eficiente un fármaco al núcleo de las células cancerosas resistentes a los medicamentos", explica el autor principal Kazunori Kataoka, profesor del Departamento de Ingeniería y Bioingeniería de Materiales de la Universidad de Tokio.
Este mecanismo de suministro de fármacos desaceleró el crecimiento del tumor en aproximadamente un 75 por ciento en comparación con los tumores tratados con el oxaliplatino habitual.
Equipando cada componente micela con una etiqueta fluorescente verde en su superficie y una etiqueta fluorescente roja encarada hacia su núcleo, los investigadores fueron capaces de seguir su progreso a través de las células mediante la microscopía de vídeo fluorescente y de grabar cuándo y dónde las micelas entregaban su carga útil.
Nobuhiro Nishiyama, colaborador de Katakoka, afirma que las micelas son el transportador de fármacos más sensible conocido para las condiciones químicas de su destino en el interior de las células.
Omid Farokhzad del Laboratorio de Biomateriales y Nanomedicina de la Escuela de Medicina de Harvard, señala que sin este tipo de sistema de orientación subcelular, los medicamentos entregados por nanotransportadores no son necesariamente más eficaces. "La ingeniería de nanotransportador realmente necesita volverse más sofisticada, y la gente considerará este trabajo como un estudio de importancia histórica sobre cómo se puede diseñar un sistema para apuntar a compartimentos subcelulares," afirma Farokhzad