26 abr 2023 (Noticias de Nanowerk) Para desarrollar medicamentos contra el cáncer, los investigadores a menudo tienen que hacer concesiones difíciles. La mayoría de los medicamentos lo suficientemente potentes como para matar tumores también causan efectos secundarios desagradables y pueden terminar haciendo más daño que bien. Ahora, investigadores y médicos del Stevens Institute of Technology y Hackensack Meridian Health han desarrollado un nuevo sistema de administración de medicamentos que utiliza nanopartículas de oro para administrar medicamentos a los tumores con una precisión notable, al tiempo que reduce drásticamente el potencial de efectos secundarios sistémicos. En un artículo publicado en Materiales e interfaces aplicados ACS (“Terapia de linfoma dirigida utilizando un sistema de administración de fármacos basado en nanoestructuras de oro”), el equipo describe la capacidad de envasar y sellar fármacos en una nanoestructura de oro poroso y luego aplicar una capa de ácido hialurónico en la superficie exterior de la nanopartícula para sellar aún más el interior del fármaco. El resultado: una partícula extremadamente estable que solo cede su carga útil cuando se une a los receptores de ácido hialurónico en la superficie de un tumor de linfoma.
Un marco de administración de fármacos de nanopartículas de oro que se dirige a los tumores con una precisión notable, al tiempo que reduce drásticamente el potencial de efectos secundarios sistémicos. (Imagen: Stevens Institute of Technology) "El oro es muy estable, por lo que es el material perfecto para la administración de fármacos", explicó Hongjun Wang, profesor de ingeniería biomédica y director del Semcer Center for Healthcare Innovation en Stevens, quien dirigió la investigación en conjunto. con Johannes Zarkzweski, médico de Hackensack. “Al usar este enfoque, podemos administrar medicamentos de manera mucho más precisa y obtener resultados clínicos mucho mejores”. Debido a que los medicamentos se administran de forma selectiva, con una fuga mínima al torrente sanguíneo, se pueden usar cantidades significativamente menores de medicamentos para tratar un tumor, lo que reduce el riesgo de efectos secundarios tóxicos. En estudios con animales, el equipo no encontró signos de toxicidad ni niveles detectables de fármacos en el torrente sanguíneo, a pesar de que los productos químicos que administraban normalmente provocan una toxicidad detectable en el 50 por ciento de los sujetos. Las nanopartículas de oro siguen circulando en el torrente sanguíneo durante mucho más tiempo que las moléculas de fármacos que flotan libremente, lo que significa que los pacientes que actualmente reciben tratamientos diarios podrían cambiar a regímenes semanales o quincenales. En ensayos con animales, los tumores de linfoma también respondieron notablemente mejor a la administración dirigida de fármacos que a los tratamientos no dirigidos, lo que sugiere que se podrían desarrollar nuevos protocolos de tratamiento para mejorar los resultados en pacientes humanos con cáncer.
El uso de oro como sistema de administración abre la puerta a otras aplicaciones clínicas, incluido el uso de nanopartículas de oro que buscan tumores como agente de contraste para permitir imágenes más precisas. Las partículas también se pueden calentar al hacer brillar energía de luz inofensiva en el cuerpo del paciente, lo que efectivamente “cocina” los tumores desde adentro. También se pueden calibrar para entregar su carga útil farmacéutica solo cuando la luz entrante los active, lo que proporciona un control adicional sobre cómo y cuándo se entregan los medicamentos. Las nanopartículas se pueden cargar con medicamentos de manera muy rápida y eficiente, utilizando procesos químicos económicos y escalables, un hecho que debería ayudar a compensar el gasto de usar oro para entregar productos farmacéuticos. “El costo siempre es una preocupación, por supuesto”, dijo Wang. “Pero esta es una metodología simple, y creemos que los beneficios hablan por sí mismos”. Si bien el estudio actual se centró en validar el uso de sistemas de administración de fármacos con nanopartículas de oro en animales, Wang espera ver el enfoque desarrollado para realizar pruebas en pacientes humanos con cáncer. “Hemos demostrado que esto funciona en animales; ahora necesitamos demostrar que también es seguro en las personas”, explicó. Las compañías farmacéuticas ya están mostrando interés en el enfoque, y la FDA ya aprobó el uso de oro en otras aplicaciones clínicas, anotó.
Mientras tanto, agregó Wang, el objetivo principal de la investigación es desarrollar selladores de poros externos más sofisticados que se basen en anticuerpos para atacar otros tumores más difíciles de tratar con una especificidad similarmente alta. “Nuestro objetivo final es utilizar este enfoque para atacar el mieloma múltiple y otros tipos de cáncer que actualmente no son curables”, dijo Wang.
Un marco de administración de fármacos de nanopartículas de oro que se dirige a los tumores con una precisión notable, al tiempo que reduce drásticamente el potencial de efectos secundarios sistémicos. (Imagen: Stevens Institute of Technology) "El oro es muy estable, por lo que es el material perfecto para la administración de fármacos", explicó Hongjun Wang, profesor de ingeniería biomédica y director del Semcer Center for Healthcare Innovation en Stevens, quien dirigió la investigación en conjunto. con Johannes Zarkzweski, médico de Hackensack. “Al usar este enfoque, podemos administrar medicamentos de manera mucho más precisa y obtener resultados clínicos mucho mejores”. Debido a que los medicamentos se administran de forma selectiva, con una fuga mínima al torrente sanguíneo, se pueden usar cantidades significativamente menores de medicamentos para tratar un tumor, lo que reduce el riesgo de efectos secundarios tóxicos. En estudios con animales, el equipo no encontró signos de toxicidad ni niveles detectables de fármacos en el torrente sanguíneo, a pesar de que los productos químicos que administraban normalmente provocan una toxicidad detectable en el 50 por ciento de los sujetos. Las nanopartículas de oro siguen circulando en el torrente sanguíneo durante mucho más tiempo que las moléculas de fármacos que flotan libremente, lo que significa que los pacientes que actualmente reciben tratamientos diarios podrían cambiar a regímenes semanales o quincenales. En ensayos con animales, los tumores de linfoma también respondieron notablemente mejor a la administración dirigida de fármacos que a los tratamientos no dirigidos, lo que sugiere que se podrían desarrollar nuevos protocolos de tratamiento para mejorar los resultados en pacientes humanos con cáncer.
El uso de oro como sistema de administración abre la puerta a otras aplicaciones clínicas, incluido el uso de nanopartículas de oro que buscan tumores como agente de contraste para permitir imágenes más precisas. Las partículas también se pueden calentar al hacer brillar energía de luz inofensiva en el cuerpo del paciente, lo que efectivamente “cocina” los tumores desde adentro. También se pueden calibrar para entregar su carga útil farmacéutica solo cuando la luz entrante los active, lo que proporciona un control adicional sobre cómo y cuándo se entregan los medicamentos. Las nanopartículas se pueden cargar con medicamentos de manera muy rápida y eficiente, utilizando procesos químicos económicos y escalables, un hecho que debería ayudar a compensar el gasto de usar oro para entregar productos farmacéuticos. “El costo siempre es una preocupación, por supuesto”, dijo Wang. “Pero esta es una metodología simple, y creemos que los beneficios hablan por sí mismos”. Si bien el estudio actual se centró en validar el uso de sistemas de administración de fármacos con nanopartículas de oro en animales, Wang espera ver el enfoque desarrollado para realizar pruebas en pacientes humanos con cáncer. “Hemos demostrado que esto funciona en animales; ahora necesitamos demostrar que también es seguro en las personas”, explicó. Las compañías farmacéuticas ya están mostrando interés en el enfoque, y la FDA ya aprobó el uso de oro en otras aplicaciones clínicas, anotó.
Mientras tanto, agregó Wang, el objetivo principal de la investigación es desarrollar selladores de poros externos más sofisticados que se basen en anticuerpos para atacar otros tumores más difíciles de tratar con una especificidad similarmente alta. “Nuestro objetivo final es utilizar este enfoque para atacar el mieloma múltiple y otros tipos de cáncer que actualmente no son curables”, dijo Wang.
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- Fuente: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62898.php
