PUBLICADO EN 'NANOSCALE'
Nanopartículas de óxido de hierro, eficientes portadoras de fármacos antitumorales
JANO.es · 10 julio 2017 10:32
Un estudio demuestra la eficacia de estas nanopartículas para la eliminación precisa de las células tumorales sin alterar partes sanas del organismo.
Un estudio dirigido por el investigador Manuel Fuentes del Centro de Investigación del Cáncer (IBMCC) de Salamanca, y cuyos resultados se publican en la revista Nanoscale, ha concluido que mediante el empleo de métodos proteómicos cuantitativos y otros multiparamétricos como la citometría de flujo, esta investigación ha evaluado la respuesta celular de osteosarcoma y leucemia de células T cuando los derivados del cisplatino se conjugan con bioferrofluidos a través de polímeros biocompatibles. En concreto, los investigadores han demostrado la eficacia del empleo de dichas nanopartículas para la eliminación precisa de las células tumorales sin alterar partes sanas del organismo.
En la búsqueda de nuevos fármacos contra el cáncer, los complejos de metales tienen un gran potencial porque son específicos con las dianas terapéuticas y eficaces. Los agentes anticancerígenos basados en el platino representan uno de los mayores éxitos en el campo de la química orgánica medicinal. En la actualidad la biomedicina está empleando ferrofluidos, que son nanopartículas magnéticas, para la administración de fármacos.
En la búsqueda de nuevos fármacos contra el cáncer, los complejos de metales tienen un gran potencial porque son específicos con las dianas terapéuticas y eficaces. Los agentes anticancerígenos basados en el platino representan uno de los mayores éxitos en el campo de la química orgánica medicinal. En la actualidad la biomedicina está empleando ferrofluidos, que son nanopartículas magnéticas, para la administración de fármacos.
Además ponen de manifiesto la confluencia del hallazgo fortuito y el diseño racional en el desarrollo de fármacos. De hecho, tres fármacos con platino han aprobados para el tratamiento de cáncer: cisplatino, carboplatino y oxaplatino. El uso de otros fármacos está limitado a países específicos.
Contexto del trabajo desarrollado en el CIC
Los derivados del cisplatino, son fármacos antitumorales que se emplean en la quimioterapia y presentan una actividad citotóxica potencial y baja toxicidad. Este tipo de fármaco antitumoral tiene un gran interés debido a su baja labilidad (baja inestabilidad), su carácter anfipático que le permite tener un extremo soluble en agua y otro insoluble y su posible uso en fármacos personalizados. Por todas estas características pueden representar una alternativa a otros fármacos antitumorales.
A día de hoy en la búsqueda y diseño de nuevos medicamentos se está empleando la nanoescala porque permite transportar agentes activos de los fármacos. Otra ventaja es que con el diseño adecuado de las nanopartículas pueden mantenerse en la circulación sanguínea y en consecuencia a lo largo del tiempo se acumula en el tejido tumoral. Por tanto, las nanopartículas mejoran la penetración y la retención deseada en los fármacos antitumorales. De hecho, el fármaco aprovecha la debilidad del tejido tumoral, que cuenta con una vascularización permeable y una irrigación pobre. Gracias a su dimensión tan pequeña, las nanopartículas pueden salir del vaso sanguíneo, ubicarse en el espacio intersticial tumoral y permanecer allí entre las células tumorales, liberando su contenido en el espacio extracelular del microambiente tumoral o siendo absorbidas por células cancerosas.
Teniendo en cuenta las ventajas expuestas de las nanopartículas en el diseño de fármacos, es importante profundizar en la influencia exacta de dichas partículas en las células cancerígenas, en determinar su tasa de éxito, así mismo es crucial describir su capacidad para actuar con una respuesta adecuada en el ser vivo a que se suministra. Otros aspectos fundamentales son tamaño, superficie, concentración, grupos funcionales químicos que afectan en la eficacia en la absorción celular, aspecto que también está condicionado por la activación del sistema inmune del animal y/o la persona. Resulta crucial caracterizar las vías de la endocitosis, es decir, el recorrido que las nanopartículas realizan entre y dentro de las células y cuyas características provoquen la respuesta del ser vivo adecuada, con baja toxicidad y con respuestas de baja inmunidad.
De esta manera, la comunidad científica está focalizando su atención en las nanopartículas de óxido de hierro debido a sus excepcionales propiedades magnéticas, no toxicidad, biocompatibilidad y bajo coste de producción. De hecho, las nanopartículas de óxido de hierro se han empleado ya en numerosas aplicaciones in vivo. Los ferrofluidos utilizados en este trabajo están integrados por los compuestos magnéticos más biocompatibles revestidos con polímeros biocompatibles.
Contexto del trabajo desarrollado en el CIC
Los derivados del cisplatino, son fármacos antitumorales que se emplean en la quimioterapia y presentan una actividad citotóxica potencial y baja toxicidad. Este tipo de fármaco antitumoral tiene un gran interés debido a su baja labilidad (baja inestabilidad), su carácter anfipático que le permite tener un extremo soluble en agua y otro insoluble y su posible uso en fármacos personalizados. Por todas estas características pueden representar una alternativa a otros fármacos antitumorales.
A día de hoy en la búsqueda y diseño de nuevos medicamentos se está empleando la nanoescala porque permite transportar agentes activos de los fármacos. Otra ventaja es que con el diseño adecuado de las nanopartículas pueden mantenerse en la circulación sanguínea y en consecuencia a lo largo del tiempo se acumula en el tejido tumoral. Por tanto, las nanopartículas mejoran la penetración y la retención deseada en los fármacos antitumorales. De hecho, el fármaco aprovecha la debilidad del tejido tumoral, que cuenta con una vascularización permeable y una irrigación pobre. Gracias a su dimensión tan pequeña, las nanopartículas pueden salir del vaso sanguíneo, ubicarse en el espacio intersticial tumoral y permanecer allí entre las células tumorales, liberando su contenido en el espacio extracelular del microambiente tumoral o siendo absorbidas por células cancerosas.
Teniendo en cuenta las ventajas expuestas de las nanopartículas en el diseño de fármacos, es importante profundizar en la influencia exacta de dichas partículas en las células cancerígenas, en determinar su tasa de éxito, así mismo es crucial describir su capacidad para actuar con una respuesta adecuada en el ser vivo a que se suministra. Otros aspectos fundamentales son tamaño, superficie, concentración, grupos funcionales químicos que afectan en la eficacia en la absorción celular, aspecto que también está condicionado por la activación del sistema inmune del animal y/o la persona. Resulta crucial caracterizar las vías de la endocitosis, es decir, el recorrido que las nanopartículas realizan entre y dentro de las células y cuyas características provoquen la respuesta del ser vivo adecuada, con baja toxicidad y con respuestas de baja inmunidad.
De esta manera, la comunidad científica está focalizando su atención en las nanopartículas de óxido de hierro debido a sus excepcionales propiedades magnéticas, no toxicidad, biocompatibilidad y bajo coste de producción. De hecho, las nanopartículas de óxido de hierro se han empleado ya en numerosas aplicaciones in vivo. Los ferrofluidos utilizados en este trabajo están integrados por los compuestos magnéticos más biocompatibles revestidos con polímeros biocompatibles.
En este sentido, los enfoques proteómicos, empleados en este trabajo, dirigido por Manuel Fuentes,constituyen herramientas poderosas para el cribado de vías de señalización intracelular de una manera rápida y de alto rendimiento. En dicho trabajo se han estudiado las vías de señalización celular alteradas cuando se exponen células a las nanopartículas de óxido de hierro (incluyendo la combinación conjugada de platino) mediante un enfoque de proteómica cuantitativa basada en espectrometría de masas denominado SILAC (etiquetado de isótopos estables con aminoácidos en cultivo celular). Este enfoque se basa en la incorporación de aminoácidos ("ligeros" o "pesados") en las proteínas para detectar las proteínas expresadas diferencialmente entre dos condiciones dadas. Al elucidar, mediante esta investigación, las proteínas y las vías intracelulares relacionadas con estas condiciones se está contribuyendo a aumentar el conocimiento en la respuesta mediada por las nanopartículas.
En resumen, el objetivo principal de esta investigación es obtener un derivado de cisplatino conjugado a las nanopartículas de óxido de hierro, mediante métodos sencillos, con el fin de mejorar selectivamente la actividad de citotoxicidad y promover la utilidad de las nanopartículas de óxido de hierro como portadores de fármacos en líneas celulares donde los derivados de platino. Por otra parte, la combinación de estrategias (como ensayos MTT y citometría de flujo) y nuevos enfoques han permitido una amplia caracterización de las nanopartículas de óxido de hierro mismas y se han conjugado con el derivado biliar del cisplatino.
Por último, estos estudios muestran las diferencias cuantitativas en los perfiles de proteínas celulares que están directamente relacionados con el transporte vesicular, estructura celular, ciclo celular, proceso biosintético, apoptosis y la regulación del ciclo celular.
En resumen, el objetivo principal de esta investigación es obtener un derivado de cisplatino conjugado a las nanopartículas de óxido de hierro, mediante métodos sencillos, con el fin de mejorar selectivamente la actividad de citotoxicidad y promover la utilidad de las nanopartículas de óxido de hierro como portadores de fármacos en líneas celulares donde los derivados de platino. Por otra parte, la combinación de estrategias (como ensayos MTT y citometría de flujo) y nuevos enfoques han permitido una amplia caracterización de las nanopartículas de óxido de hierro mismas y se han conjugado con el derivado biliar del cisplatino.
Por último, estos estudios muestran las diferencias cuantitativas en los perfiles de proteínas celulares que están directamente relacionados con el transporte vesicular, estructura celular, ciclo celular, proceso biosintético, apoptosis y la regulación del ciclo celular.
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