La investigación muestra que las vesículas genéticamente modificadas tienen una mayor capacidad para dirigirse a las células cancerosas.

24 de julio de 2023

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por Chris Kocher, Binghamton University

Dos hechos desafortunados sobre la quimioterapia: puede dañar tanto las células sanas como las cancerosas, y muchos objetivos terapéuticos permanecen dentro de las células cancerosas, lo que dificulta su alcance.

Los ingenieros biomédicos de la Universidad de Binghamton se encuentran entre aquellos que investigan el uso de nanovesículas derivadas de células para administrar agentes terapéuticos al interior de las células cancerosas con mayor precisión y eficiencia. Estos pequeños sacos de proteínas, lípidos y ARN que las células secretan como método de comunicación intercelular podrían modificarse para transportar medicamentos.

"Estos nanovehículos tienen algunas propiedades excelentes", dijo Yuan Wan, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Biomédica del Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science. "Por ejemplo, se pueden obtener de cepas celulares humanas, por lo que la respuesta inmune es muy baja. Esto permite una biocompatibilidad óptima, por lo que evitan el reconocimiento inmunológico y tienen una vida media en sangre prolongada. El tiempo de circulación por el cuerpo es tal vez de 45 segundos, por lo que las nanovesículas cargadas de fármacos pueden viajar de manera segura a los tumores muchas veces y los fármacos tienen más oportunidades de ser absorbidos por las células cancerosas en comparación con los fármacos introducidos libremente en el cuerpo."

"Grandes cantidades de fármacos encapsulados pueden estar bien protegidas y retenidas por las membranas lipídicas de las nanovesículas. Una vez que las células cancerosas absorben estas nanovesículas, las concentraciones altas de fármacos en el microambiente del tumor matan de manera efectiva a las células cancerosas. En comparación, los fármacos libres pueden difundirse rápidamente y luego ser eliminados del cuerpo. Solo una cantidad muy pequeña de fármacos llega a los tumores, lo que hace que la eficacia del tratamiento sea muy baja. Puede aumentar la dosis, pero una dosis más alta también resulta en una alta toxicidad sistémica."

En su nuevo estudio, publicado en Nature Communications, el equipo de Binghamton experimentó con moieties de destino y fusógenos virales diseñados, que son proteínas que facilitan el objetivo del cáncer y la fusión de las membranas celulares.

Al identificar antígenos sobreexpresados o específicos del cáncer que se encuentran en las células malignas y utilizar moieties de destino y nanovesículas coequipadas con fusógenos, los fármacos encapsulados se inyectan en las células cancerosas dejando las células sanas intactas.

"Las personas usan ampliamente nanovehículos conocidos como liposomas decorados con polímeros, y ya han sido aprobados por la FDA", dijo Wan. "Pero no son perfectos, porque no tienen ningún efecto de objetivo del cáncer y pueden tener problemas de inmunogenicidad severa (desencadenando una respuesta del sistema inmunológico)".

En 2021, Wan realizó una investigación para probar las vesículas extracelulares derivadas del plasma para diagnosticar si los nódulos pulmonares solitarios encontrados en los pulmones humanos son benignos o malignos. Otros métodos para determinar la malignidad tardan mucho tiempo o son más invasivos.

Aprovechando ese conocimiento, esta investigación actual pero separada utiliza nanovesículas para que trabajen a nuestro favor y sean específicas en lo que afectan. Idealmente, los médicos podrían preparar estas nanovesículas coequipadas con moieties de destino y fusógenos para su uso en la administración de vacunas más seguras y la ingeniería genética.

En cuanto a lo que sigue, Wan dijo: "Necesitamos mostrar su eficacia en el tratamiento en modelos animales grandes y demostrar que no necesitamos una gran cantidad de estas vesículas gracias a la función de fusión de membranas. Si se reduce el número de vesículas y de fármacos necesarios, se reduce el costo del tratamiento y los efectos secundarios".

Información del diario: Nature Communications

Proporcionado por: Universidad de Binghamton