El recubrimiento de nanopartículas mejora la administración de fármacos contra el cáncer y reduce los efectos secundarios

Un estudio reciente de la Universidad de Mississippi sugiere que una "cucharada de azúcar" puede en realidad ayudar a que los medicamentos funcionen más eficazmente y, al mismo tiempo, reducir los efectos secundarios dañinos de los tratamientos contra el cáncer.

En lugar de una cucharada de azúcar, los investigadores utilizaron glicopolímeros (polímeros elaborados a partir de azúcares naturales como la glucosa) para recubrir nanopartículas que administran medicamentos contra el cáncer directamente a los tumores. Descubrieron que los glicopolímeros impedían que las proteínas se adhirieran a las nanopartículas, lo que reducía la respuesta inmunitaria del organismo al tratamiento.

Como resultado, el cuerpo respondió mejor a la terapia.

"El principal problema es que los medicamentos contra el cáncer son increíblemente tóxicos", afirmó Thomas Werfel, profesor asociado de ingeniería biomédica.

La ventana terapéutica de estos fármacos es muy estrecha: la dosis a la que son eficaces es casi la misma que la dosis a la que se vuelven tóxicos. Y una vez que la dosis es suficiente para eliminar el tumor, también causa toxicidad y numerosos efectos secundarios que intentamos evitar.

¿Por qué ocurre esto? Porque solo una pequeña parte del fármaco llega al tumor —en la mayoría de los casos, menos del 1%—; más del 99% se distribuye a otras partes del cuerpo.

Thomas Werfel, profesor asociado de Ingeniería Biomédica, Universidad de Mississippi

Esta filtración de fármacos tóxicos a otras partes del cuerpo puede causar afecciones graves como leucemia, reacciones alérgicas e incluso el desarrollo de nuevos cánceres. Sin embargo, si una mayor cantidad del fármaco llega al tumor, se pueden reducir los efectos secundarios.

Ventajas de los glicopolímeros

Werfel y Kenneth Hulugalla, un estudiante de posgrado en ingeniería biomédica de Kandy, Sri Lanka, publicaron sus hallazgos en la revista ACS Nano en octubre.

Las nanopartículas (partículas de menos de una milésima del grosor de un cabello humano) han demostrado ser eficaces en el tratamiento del cáncer mediante la administración de fármacos directamente a los tumores. Sin embargo, las proteínas, incluidas las que desencadenan una respuesta inmunitaria, tienden a acumularse alrededor de las nanopartículas, lo que hace que el cuerpo considere el tratamiento como extraño.

Esta resistencia inmunológica reduce la eficacia del medicamento.

"Durante los últimos 30 años, el polietilenglicol (PEG) ha sido el estándar de oro para proteger estas partículas de la respuesta inmune", dijo Hulugalla.

Sin embargo, los recubrimientos basados en PEG pierden su eficacia después del primer uso: el sistema inmunológico rápidamente comienza a reconocer el medicamento como extraño, lo que le impide ingresar al tumor.

Los glicopolímeros, por el contrario, no tienen esta desventaja.

Nuestros resultados muestran que las nanopartículas recubiertas de glicopolímero reducen significativamente las respuestas inmunitarias no deseadas, a la vez que mejoran drásticamente la administración de fármacos tanto en modelos celulares como animales. Esta investigación podría ser un paso importante hacia tratamientos más eficaces contra el cáncer.

Estudios en animales

Werfel y Hulugalla probaron las nanopartículas recubiertas de glicopolímero en ratones con cáncer de mama y descubrieron que una mayor cantidad de nanopartículas llegaba a los tumores en comparación con las partículas basadas en PEG. El siguiente paso de su investigación será incorporar fármacos a estas nanopartículas y evaluar su eficacia contra el cáncer.

"A largo plazo, no sólo queremos estudiar este fenómeno desde una perspectiva protectora, sino también trabajar en la orientación activa de las nanopartículas hacia los tumores", dijo Werfel.

Ya estamos observando que los glicopolímeros estimulan menos el sistema inmunitario, las partículas permanecen más tiempo en el cuerpo y llegan mejor al tumor. ¡Esto es fantástico!

Pero el siguiente paso es analizar cómo podemos atacar los tumores. ¿Qué marcadores biológicos podemos utilizar para que más partículas o fármacos se acumulen en el tumor? Estas son las preguntas que nos ocupan actualmente.

El estudio fue publicado en ACS Nano.