Contra la farmacorresistencia en el cáncer de mama mediante nanopartículas poliméricas

Contra la farmacorresistencia en el cáncer de mama mediante nanopartículas poliméricas


La resistencia a los medicamentos es un fenómeno común en el que los medicamentos se vuelven cada vez menos efectivos a medida que aumenta su uso. Para abordar este problema, el estudio publicado en la revista presenta una técnica novedosa que emplea nanopartículas basadas en polímeros conjugados Interfaces y materiales aplicados de ACS.

Contra la farmacorresistencia en el cáncer de mama mediante nanopartículas poliméricas​​​​​​

​​​​​​Estudio: Las nanopartículas de polímero superan la resistencia a los medicamentos a través de una vía apoptótica dual en el cáncer de mama. Crédito: Kateryna Kon/Shutterstock.com

¿Qué es TRAIL?

El ligando inductor de apoptosis relacionado con TNF (TRAIL), parte de la superfamilia de TNF, promueve preferentemente la apoptosis (muerte programada) de las células cancerosas al unirse a los receptores asociados a la muerte. Como resultado, se considera un agente potencial para el tratamiento del cáncer.

TRAIL se conecta a los receptores de muerte y reúne la caspasa-8 y el dominio de muerte asociado a la proteína Fas (FADD) para generar un complejo de señalización que induce la muerte (DISC) que desencadena el mecanismo de apoptosis. Sin embargo, la resistencia a TRAIL reduce significativamente la eficacia terapéutica del tratamiento del cáncer TRAIL.

investigacion de la apoptosis

Estudios recientes han demostrado que la calmodulina se une a DISC para regular los impulsos apoptóticos y la mezcla de antagonistas de la calmodulina y TRAIL reduce la resistencia a la terapia del cáncer de mama asociada a TRAIL. Sin embargo, la traducción de la proteína TRAIL se ve obstaculizada por propiedades farmacocinéticas débiles.

Los antagonistas sinérgicos de calmodulina en combinación con la terapia génica TRAIL se consideran una forma posible de eludir estas limitaciones. Para aumentar la eficacia del tratamiento TRAIL, es crucial construir un sistema de administración híbrido que controle con precisión la expresión de genes y la liberación de fármacos.

Para construir un sistema de administración híbrido de este tipo, el control remoto basado en luz infrarroja cercana y la regulación de las funciones fisiológicas de la célula han atraído mucho interés.

¿Qué hace que la luz infrarroja cercana sea ideal?

El mayor beneficio de la luz infrarroja cercana es que puede penetrar más profundamente en el tejido y causar muy poco daño a la célula. Además, mediante el uso de sustancias absorbentes del infrarrojo cercano, la luz del infrarrojo cercano se puede convertir en energía térmica u otras formas de energía.

Recientemente, se han preparado muchos nanomateriales que absorben el infrarrojo cercano, como nanoestructuras, nanocubos de azul de Prusia, nanopartículas de conversión ascendente, nanopartículas basadas en polímeros conjugados y nanomateriales 2D.

Debido a su capacidad superior de penetración en los tejidos y su biocompatibilidad, las nanopartículas basadas en polímeros conjugados se han utilizado ampliamente en la terapia térmica basada en la luz, la bioimagen y la modulación de la función celular.

¿Pueden ser las nanopartículas basadas en polímeros conjugados la clave?

El equipo demostró un enfoque para obtener el control de la vía tumoral PI3K/Akt para aumentar la apoptosis de las células cancerosas mediante el uso de nanopartículas basadas en polímeros conjugados marcadas con anticuerpos de calmodulina e irradiación del infrarrojo cercano.

Las nanopartículas basadas en polímeros conjugados convirtieron la luz en energía térmica cuando se expusieron a la luz del infrarrojo cercano, lo que activó el promotor HSP70.

La activación del promotor HSP-70 condujo al inicio de la producción del gen EGFP aguas abajo en células vivas. Sin embargo, se concluyó que la combinación de la expresión genética regulada térmicamente basada en la luz con las vías de señalización asociadas a la enfermedad tiene más sentido clínico.

Según la comprensión del equipo, ningún grupo de investigación ha documentado una técnica para reducir el desarrollo de tumores de mama mediante la estimulación térmica basada en la luz de la expresión del gen TRAIL utilizando nanopartículas basadas en polímeros conjugados.

En la investigación actual, el equipo desarrolló una técnica novedosa para superar las deficiencias farmacocinéticas y la resistencia a TRAIL mediante el uso de nanopartículas absorbentes de infrarrojo cercano basadas en polímeros conjugados.

Conclusiones clave del estudio

El equipo diseñó eficazmente nanopartículas basadas en polímeros conjugados que absorben la luz del infrarrojo cercano con funcionalidades duales para regular y activar selectivamente la señalización apoptótica regulada por TRAIL.

Las nanopartículas basadas en polímeros conjugados mostraron una capacidad de conversión térmica basada en luz cercana al IR significativa, así como una buena compatibilidad biológica. Los recubrimientos de lípidos utilizados para las nanopartículas basadas en polímeros conjugados fueron DPPC y DSPE-PEG-PEI, que luego se unieron electrostáticamente al p-ADN terapéutico.

El equipo descubrió que la temperatura de transición asociada con DPPC y la temperatura de respuesta asociada con el promotor HSP-70 en las nanopartículas basadas en polímeros conjugados eran ambas de 41 °C. Esta similitud en las temperaturas permitió que las nanopartículas basadas en polímeros conjugados regularan simultáneamente la liberación de fármacos y la expresión génica bajo la irradiación de luz infrarroja cercana.

Las nanopartículas basadas en polímeros conjugados convirtieron la luz en energía térmica y aumentaron significativamente la temperatura, lo que posteriormente activó un promotor HSP-70 para comenzar la expresión y la transcripción de los genes TRAIL. Esto resultó en la activación de la vía de señalización apoptótica regulada por TRAIL.

Al mismo tiempo, las nanopartículas basadas en polímeros conjugados produjeron W-7, lo que facilitó la fragmentación de la caspasa-8 asociada a TRAIL y aumentó la apoptosis de las células cancerosas.

El equipo concluyó que las nanopartículas basadas en polímeros conjugados/W-7/p-TRAIL podrían acumularse en los sitios del tumor en vivo y tienen una excelente eficacia anticancerígena y bioseguridad. Como resultado, el estudio proporcionó un método terapéutico y de diagnóstico viable para modular de forma remota la señalización apoptótica regulada por TRAIL para aumentar la apoptosis de las células cancerosas resistentes a TRAIL.

referencia

Li N, Gao D y otros. (2022). Las nanopartículas de polímero superan la resistencia a los medicamentos a través de una vía apoptótica de doble objetivo en el cáncer de mama. Interfaces y materiales aplicados de ACS. Disponible en: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c23146

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