Nanopartículas cargadas de fármacos ensambladas en los glóbulos rojos inhiben la metástasis del cáncer de pulmón (Sci Adv)


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Científicos del Instituto Wyss de Ingeniería Biológica de la Universidad de Harvard y la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson (Estados Unidos) han encontrado una forma de administrar nanopartículas con quimioterapia a los pulmones con un éxito diez veces mayor, con una supervivencia significativamente mejorada en ratones con cáncer de pulmón metastásico, según publican en Science Advances.

Los esfuerzos para mejorar la eficacia y la tolerabilidad de la quimioterapia se han dirigido a empaquetar medicamentos en nanopartículas, que pueden protegerlos de la degradación en el organismo, controlar su patrón de liberación y proteger al paciente de algunos de los efectos secundarios del medicamento.

Sin embargo, las nanopartículas hasta ahora no han demostrado una acumulación significativa en los sitios diana, incluso cuando cuentan con proteínas de superficie diseñadas para unirse a tejidos específicos, en gran parte porque el hígado y el bazo las eliminan rápidamente de la sangre.

Una nueva técnica llamada ELeCt (erythrocyte-leveraged chemotherapy) tiene como objetivo resolver esos problemas utilizando el antiguo truco del “caballo de Troya” para introducir nanopartículas cargadas de fármacos en el tejido pulmonar canceroso, uniéndolas a los glóbulos rojos.

Cuando los glóbulos rojos se unen fuertemente a través de los pequeños capilares pulmonares, las nanopartículas son cortadas y absorbidas por las células pulmonares con un éxito diez veces mayor que las nanopartículas flotantes, y mejoran drásticamente la supervivencia de los ratones con metástasis de cáncer de pulmón.

"Entre el 30 y el 55% de los pacientes con cáncer avanzado tienen metástasis en los pulmones, debido a su gran número de capilares, y actualmente no existe un tratamiento para la metástasis pulmonar en sí", explica el coautor principal, Zongmin Zhao. "ELeCt explota esos mismos vasos sanguíneos para administrar eficazmente medicamentos que combaten la metástasis pulmonar y tiene un gran potencial para convertirse en un tratamiento clínico", añade.

Para crear el sistema ELeCt, Zhao y colaboradores cargaron doxorrubicina en pequeñas nanopartículas compuestas de un polímero biodegradable llamado PLGA.

Luego incubaron las nanopartículas con eritrocitos humanos y de ratón, y descubrieron que se unían a las superficies de las células con alta eficiencia y sin dañarlas, permitiendo que la dosis del medicamento transportado por los eritrocitos se ajustara para adaptarse a las diferentes dosis requeridas.

A continuación, el equipo sometió a las nanopartículas unidas a los eritrocitos a un esfuerzo de corte in vitro correspondiente al pulmón para simular las condiciones que los eritrocitos encuentran al apretar a través de los capilares pulmonares, y observó que más del 75% de las nanopartículas se eliminaron tanto de las células humanas como de ratón.

Posteriormente inyectaron eritrocitos de ratón cargados con la construcción ELeCt en las venas de ratones vivos con melanoma que habían hecho metástasis a sus pulmones, y encontraron un notable contenido de fármaco 16 veces mayor en los pulmones después de 20 minutos en comparación con los ratones que habían recibido nanopartículas libres.

Una parte sustancial de las nanopartículas depositadas penetró profundamente en los tumores metastásicos, lo que sugiere que este método de administración de fármacos es más preciso y efectivo que los métodos existentes.

"Esta tecnología representa potencialmente un gran avance en términos de aumentar la eficacia y disminuir la toxicidad de las quimioterapias contra el cáncer. También es un gran ejemplo de avances médicos que se pueden lograr al aprovechar los sistemas de administración biológicos, en este caso celulares, que la naturaleza ya se ha optimizado a lo largo de miles de años de evolución", destaca el director fundador del Instituto Wyss, Donald Ingber.