Miércoles, 4 de noviembre de 2009

Unas nanopartículas atacan sigilosamente a las células cancerígenas

Los medicamentos incrustados dentro de polímeros especiales logran reducir los tumores de forma más efectiva.

Por Emily Singer
Traducido por Francisco Reyes (Opinno)

Destructoras del cáncer: Estas nanopartículas cargadas con medicamentos (mostradas en rosa) desarrolladas por BIND Biosciences, se han acumulado dentro de una célula de cáncer de próstata (mostrada en verde; el núcleo de la célula está en azul). Las partículas fueron diseñadas para atacar a las células del cáncer de próstata. Los científicos esperan que este tipo de partículas logren reducir los efectos secundarios asociados con la quimioterapia. Fuente: BIND Biosciences

En un pequeño centro de manufactura en Cambridge, Massachusetts, localizado en una calle poblada por diversas compañías de biotecnología, Greg Troiano trabaja con una serie de brillantes recipientes de metal de los que entran y salen diversos tubos de plástico. Los recipientes están diseñados para mezclar violentamente una mezcla de componentes químicos y crear precisas nanoestructuras. La tarea de Troiano, como director de desarrollo de procesos en la startup BIND Biosciences, es crear varios kilogramos de esta sustancia—una novedosa nanopartícula en la que se incluye un medicamento. La compañía espera que el nuevo sistema de distribución de medicamentos disminuya los efectos secundarios de la quimioterapia e incremente su efectividad a la hora de destruir el cáncer.

Los científicos de BIND han demostrado que sus nanopartículas—en las que no sólo se coloca el medicamento sino que también se insertan dentro de proteínas utilizadas para atacar el cáncer—pueden detener el crecimiento de los tumores de próstata, pecho y pulmón en roedores. BIND ha creado unas partículas capaces de permanecer en el flujo sanguíneo durante más de un día, incrementando las probabilidades de que el medicamento alcance al tejido que se tenga como objetivo. También están refinando un método para fabricar grandes volúmenes de este sistema de distribución basado en nanopartículas, como preparación para las pruebas clínicas de esta tecnología en pacientes de cáncer durante el año próximo.

El método de la compañía está basado en unos polímeros capaces de auto ensamblarse, desarrollados en el laboratorio de Robert Langer, profesor de ingeniería química en MIT y pionero dentro de la investigación de biomateriales. Langer fundó BIND en 2006 con Omid Farokhzad, un científico y médico en la Escuela de Medicina de Harvard y antiguo investigador de postdoctorado en el laboratorio de Langer.

“La idea de utilizar nanopartículas consiste en bajar la dosis y al mismo tiempo mantener la eficacia a la hora de reducir los efectos secundarios,” afirma Piotr Grodzinski, director de Nanotecnología para Programas de Cáncer en el Instituto Nacional del Cáncer, en Bethesda, Maryland. Grodzinski afirmó que en algunos casos las nanopartículas se podrían utilizar para incrementar la dosis y al mismo tiempo reducir la toxicidad. Esto es especialmente importante para los componentes quimioterapéuticos, que a menudo tienen que ser administrados en altas dosis y provocan graves efectos secundarios—tan graves que algunos pacientes eligen no pasar por el tratamiento.

Algunos de los medicamentos ya existentes y algunos otros en estado de desarrollo utilizan nanopartículas basadas en lípidos y otro tipo de tecnologías para extender el ciclo vital del medicamento dentro del flujo sanguíneo, permitiendo que una mayor cantidad del componente llegue al tejido a través de los vasos sanguíneos. Sin embargo ninguno ha logrado distribuir el medicamento a las células específicas y a la vez aumentar su tiempo de circulación.

El núcleo de la nanopartícula de BIND está hecho de unos polímeros biodegradables denominados como PLA (ácido poliláctico) y PLGA (ácido copoliláctico/ácido glicólico), que conservan el medicamento en cuestión dentro de una matriz molecular, permitiendo que se difumine lentamente. La capa exterior está hecha de glicol de polietileno, una molécula con propiedades muy parecidas a las del agua que permite que la nanopartícula no sea detectada por las proteínas y las células blancas (leucocitos) encargadas de comerse a los patógenos en la sangre. Esta capa de camuflaje también contiene unos péptidos diseñados para unirse a la célula que se quiere tratar, descargando así el contenido de la partícula.

Cuando los tres componentes se mezclan juntos y bajo condiciones químicas cuidadosamente controladas, las nanopartículas se forman espontáneamente. “Debido a que el auto ensamblaje no requiere el uso de numerosos y complejos procesos químicos, las partículas son muy sencillas de fabricar,” afirma Farokhzad. “Y las podemos fabricar a escala de kilogramos, algo que nadie ha logrado hasta ahora.” Con el resto de las nanotecnologías utilizadas para atacar objetivos específicos, primero se crea el núcleo de la nanopartícula y después se cubre con una capa del tipo de molécula que se tenga como objetivo, un proceso más complejo cuya repetición puede resultar difícil.