Nanoportadores de ADN para tratar el cáncer

Un equipo de investigación de la Universidad de Montreal ha diseñado y validado una nueva clase de transportadores de fármacos elaborados con ADN y 20.000 veces más pequeños que un cabello humano. Podrían mejorar significativamente el tratamiento del cáncer y otras enfermedades.

El nanoportador basado en ADN desarrollado por Alexis Vallée-Bélisle y su equipo puede transportar y administrar concentraciones precisas de medicamentos. En esta foto, los nanoportadores de doxorrubicina, un fármaco utilizado en quimioterapia (La quimioterapia es el uso de ciertas sustancias químicas para tratar una enfermedad…), también pueden unirse a biomoléculas específicas para optimizar su distribución. Aquí vemos un nanoportador (blanco) adherido a la albúmina (rosa), la proteína (Una proteína es una macromolécula biológica formada por uno o más…) de la sangre (La sangre es un tejido conjuntivo líquido formado por poblaciones de células libres , incluidos los más abundantes…), para mantener la doxorrubicina (azul claro) en el torrente sanguíneo (El torrente sanguíneo es un tipo de sistema circulatorio de circuito cerrado que asegura…).
Crédito: Money Medical Media/Caitlin Monney

Un estudio publicado en Nature Communications explica que estos transportadores moleculares pueden programarse químicamente para entregar una concentración óptima de fármacos, haciéndolos más efectivos que los «vehículos» actuales.

Una dosis óptima en cada momento (El tiempo es un concepto desarrollado por el ser humano para aprehender el…): un reto para la medicina (Medicina (del latín medicus, «que cura») es ciencia y…)

Alexis Vallée-Belisle.
Crédito: Amélie Philibert | Universidad de Montreal (La Universidad de Montreal es una de las cuatro instituciones educativas…) Uno de los principales medios para tratar una enfermedad (Enfermedad es una alteración en las funciones o la salud de un organismo vivo, animal…) consiste con éxito en administrar y mantener una dosis terapéutica (Terapéutico (del griego therapeuein, curar) es la parte de la medicina que…) de fármaco en la sangre durante todo el tratamiento. Una dosis más baja reduce la eficacia y generalmente conduce a la resistencia a los medicamentos, mientras que la sobreexposición aumenta los efectos secundarios.

Mantener una concentración óptima del fármaco en la sangre sigue siendo un desafío importante en la medicina moderna. Como la mayoría de los medicamentos se descomponen rápidamente, los pacientes se ven obligados, ya menudo lo olvidan, a tomar múltiples dosis a intervalos regulares. Y como el organismo de cada paciente (En el campo de la medicina, el término paciente comúnmente designa a una persona que recibe…) metaboliza los fármacos de manera diferente, su concentración en la sangre varía considerablemente de una persona a otra.

Alexis Vallée-Bélisle, profesora de química (la química es una ciencia natural dividida en varias especialidades, en…) en la Universidad (A la universidad es una institución de educación superior cuyo objetivo es el…) de Montreal (Montreal es a la vez una región administrativa y una metrópolis de Quebec[2]. Este gran…) y experto en nanotecnología inspirado en la naturaleza, comenzó a explorar cómo los sistemas biológicos controlan y mantienen la concentración de biomoléculas.

«Descubrimos que los organismos vivos emplean proteínas de transporte (Transporte es el acto de llevar algo, o alguien, de un lugar a otro, lo más…) que están programadas para mantener una concentración de moléculas específicas, por ejemplo, las hormonas producidas por el glándula tiroides (La glándula tiroides o tiroides es la mayor de las glándulas endocrinas…) Fuerza (La palabra fuerza puede designar un poder mecánico sobre las cosas, y también, metafóricamente, un…) de la interacción (Una interacción es una intercambio de información, afectos o energía entre dos agentes dentro de…) entre estos transportadores y sus moléculas dicta la concentración precisa de la molécula (una molécula es un conjunto químico eléctricamente neutro de al menos dos átomos, que…) es gratis», explica.

Esta simple idea llevó al investigador (Un investigador (fem. investigador) designa a una persona cuyo trabajo es investigar…) – quien ocupa la Cátedra de Investigación (Investigación científica designa en primer lugar a todas las Acciones Realizadas Adelante…) de Canadá en bioingeniería y bionanotecnología, y su equipo para desarrollar portadores de fármacos artificiales que imiten el efecto natural de mantener una concentración precisa de un fármaco durante el tratamiento.

Arnaud Desrosiers, estudiante de doctorado (El doctorado (del latín doctorem, de doctum, supin de docere, enseñar) es generalmente…) en la UdeM y primer autor del estudio, primero en salir a la luz (Le day or day is the intervalo entre la salida y la puesta del sol; es decir…) y diseñó dos transportadores de ADN: uno para la quinina (la quinina es un alcaloide natural que es antipirético, analgésico y, sobre todo,…), uno antipalúdico, y otro para la doxorrubicina , un fármaco comúnmente utilizado para tratar el cáncer de mama (El cáncer es una enfermedad caracterizada por una proliferación celular anormal…) y la leucemia (Leucemia (del griego leukos, blanco, y haima, sangre), o leucosis, es un cáncer de las células de…).

Luego demostró que estos transportadores artificiales podrían programarse fácilmente para entregar y mantener una concentración precisa de droga.

«Más interesante aún, descubrimos que estos nanoportadores también podrían usarse como reservorio de fármacos para prolongar el efecto del fármaco y minimizar el número (La noción de número en lingüística se trata en el artículo «Número…) de dosis durante el tratamiento», especifica el estudiante de doctorado (Un estudiante de doctorado es un investigador principiante comprometido, bajo la supervisión de un director de…).

«Otra característica impresionante de estos nanotransportadores, agrega, es que pueden dirigirse a las partes del cuerpo donde más se necesita el fármaco, lo que, en principio, debería reducir la mayoría de los efectos secundarios».

Ratones nanotratados: cardiotoxicidad reducida

Para ilustrar la eficacia de estos nanoportadores, el equipo de investigación colaboró ​​con Jeanne Leblond-Chain, farmacéutica de la Universidad de Burdeos (Esta página está dedicada a la PRES Universidad de Burdeos. Para las páginas sobre…), en Francia, el bioquímico Luc DesGroseillers y el patólogo Jérémie Berdugo, de la UdeM, Céline Fiset, farmacéutica del Instituto (Un instituto es una organización permanente creada con un fin determinado. Es…) de cardiología (La cardiología es la especialidad médica que estudia el corazón y sus …) en Montreal, y Vincent De Guire, bioquímico clínico de la Maisonneuve-Maisonneuve-Rosemont, adscrita a la UdeM.

Usando el nuevo fármaco portador (Un transportista dirige una empresa comercial especializada en el transporte de…) fármaco diseñado para la doxorrubicina, el equipo demostró que una formulación (La formulación es una actividad industrial que consiste en la fabricación de productos…) específica del fármaco transportador permite mantener la doxorrubicina en la sangre y reducir drásticamente su difusión (En el lenguaje cotidiano, el término difusión se refiere a una noción de…) hacia órganos clave como el corazón, los pulmones y el páncreas (El páncreas es un órgano abdominal órgano, una glándula adherida al tubo digestivo. Es…).

En los ratones tratados con esta formulación, la doxorrubicina se mantuvo en la sangre 18 veces más y también se redujo la cardiotoxicidad, lo que resultó en que los ratones se mantuvieran más saludables (La salud es un estado de completo bienestar físico, mental y social, y no consiste… ), como lo demuestra su aumento de peso normal.

«Otra característica importante de nuestros nanotransportadores es su gran versatilidad, subraya Alexis Vallée-Bélisle. Por el momento (El momento designa el elemento constitutivo más pequeño del tiempo. demostró el principio de funcionamiento de estos nanotransportadores para dos fármacos. Pero gracias a la alta programabilidad de Químicas de ADN y proteínas, ahora podemos diseñar estos transportadores para entregar con precisión una amplia gama de moléculas terapéuticas».

Estos transportadores también podrían combinarse con transportadores liposomales artificiales, que actualmente se utilizan para administrar medicamentos a diferentes velocidades.

¿Un estudio clínico para los cánceres de la sangre?

El equipo de investigación ahora está ansioso (Impatiens (Impatientes) es un género que comprende de 800 a 900 especies de plantas…) para validar la eficacia clínica de su descubrimiento. Dado que su nanoportador de doxorrubicina ha sido programado para mantener de manera óptima el fármaco en el torrente sanguíneo, podría usarse para tratar los cánceres de la sangre, piensa.

«Visualizamos que se podrían diseñar nanoportadores similares para administrar fármacos a otros lugares del cuerpo y maximizar la presencia del fármaco donde están los tumores», concluye Alexis Vallée-Bélisle. Esto mejoraría considerablemente la eficacia del fármaco y reduciría sus efectos secundarios. .

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