Los investigadores de la universidad de Washington desarrollan manera de aplicar terapia luz-basada para alcanzar tumores profundos

Largo liviano se ha utilizado para tratar el cáncer. Pero phototherapy es solamente efectivo donde la luz puede alcanzar fácilmente, limitando su uso a los cánceres de la piel y en las áreas accesibles con un endoscopio, tal como el aparato gastrointestinal.

Usando un modelo del ratón del cáncer, los investigadores en la Facultad de Medicina de la universidad de Washington en St. Louis han ideado una manera nunca de aplicar terapia luz-basada a los tejidos profundos antes de accesible. En vez de brillar una luz exterior, entregaron la luz directamente a las células del tumor, junto con una fuente fotosensible de los radicales libres que se pueden activar por la luz para destruir el cáncer. Y lograron esto usando los materiales aprobados ya para el uso en enfermos de cáncer.

El estudio aparece 9 de marzo en la nanotecnología de la naturaleza del gorrón.

“Phototherapy trabaja muy bien y tiene pocos efectos secundarios, pero no puede ser utilizado para embutido profundamente o los tumores metastáticos,” dijo autor a Samuel mayor Achilefu, doctorado, profesor de la radiología y de la ingeniería biomédica en la universidad de Washington. “Generalmente el brillo de una luz en los materiales fotosensibles genera los radicales libres que son muy tóxicos e inducen muerte celular. Pero la técnica ha trabajado solamente bien cuando la luz y el oxígeno pueden conseguir allí. La necesidad del oxígeno y la penetración baja de la luz en tejido han limitado avances en esta área por décadas.”

La fuente de luz los investigadores aprovechados confía en un fenómeno llamado radiación de Cerenkov, determinada en los años 30 por Pavel Cerenkov, que ganó más adelante el Premio Nobel En la física para el descubrimiento. La radiación de Cerenkov es responsable del resplandor azul característico de reactores nucleares subacuáticos. También se produce durante las exploraciones (PET) de la tomografía por emisión de positrones que los doctores utilizan para diagnosticar el cáncer.

Achilefu y primer autor Nalinikanth Kotagiri, Doctor en Medicina, doctorado, investigador postdoctoral, centrado en una estrategia ampliamente utilizada de la proyección de imagen llamaron FDG-PET. Con esta técnica, los pacientes experimentan una exploración del ANIMAL DOMÉSTICO después de recibir una dosis intravenosa de las moléculas radiactivas del azúcar llamadas el fluorodeoxyglucose (FDG). Muchos tumores toman el azúcar para soportar su incremento rápido, y el flúor radioactivo sujetado hace que esos tumores se encienden hacia arriba en una exploración del ANIMAL DOMÉSTICO, no importa dónde están en la carrocería.

Los investigadores presumieron que el flúor radioactivo también produciría suficiente radiación de Cerenkov para activar un agente photosensitizing si podría también ser entregado a la misma situación.

De esta manera, FDG podía responder a dos propósitos, continuando su papel como agente de la proyección de imagen y agregando el nuevo trabajo de ofrecer la luz para phototherapy, según Kotagiri.

“FDG es uno de los agentes más ampliamente utilizados de la proyección de imagen del mundo,” Achilefu dijo. “Que es la belleza de este paradigma del tratamiento. Ha utilizado en hospitales hoy para encontrar el cáncer primario y metastático. Tan con FDG como nuestra fuente de luz, necesitamos encontrar un material que llega a ser tóxico cuando está expuesto a la luz que produce.”

Después de observar varias opciones, los investigadores se centraron en los nanoparticles hechos del dióxido de titanio, de un mineral con usos amplios en remedio y de la industria que incluía en implantes del caballete, la protección solar, la crema dental y aditivos alimenticios. Cuando está expuesto a la luz, el dióxido de titanio produce radicales libres sin requerir el oxígeno para la reacción. Para ver si podrían aumentar la potencia de los nanoparticles, los investigadores también agregaron una droga llamada titanocene a la superficie del nanomaterial.

“Titanocene se ha aprobado para el uso de investigación en gente,” Achilefu dijo. “Fue hasta el final a juicio clínicos de la fase 2 como agente de la quimioterapia. Fue encontrado para ser seguro, pero no trabajó eso comparada bien con un placebo. No obstante, también se sabe para obrar recíprocamente con la luz y el interruptor de la inferior-intensidad en radicales libres. Decidíamos ver si podríamos enseñarle para hacer su trabajo diferentemente - actuar como droga fototerapéutica en vez de una droga quimioterapéutica.”

Para ayudar a los nanoparticles para dirigirse hacia adentro en tumores en ratones, los investigadores también recubrieron las partículas con una proteína llamada la transferrina que ata para planchar en la sangre. Como el azúcar, muchos tumores confían en el hierro para crecer. Achilefu señaló que esta proteína hierro-obligatoria es simple un ejemplo de una manera de apuntar los materiales fotosensibles a las células cancerosas.

Los investigadores probaron diversas formulaciones de los nanoparticles y del medicamento para el cáncer combinados con la fuente de luz de FDG en ratones con los tumores humanos del pulmón y el fibrosarcoma, un tumor del tejido conectivo. Comparando estos ratones con los ratones no tratados, probaron las combinaciones siguientes: FDG más nanoparticles tumor-que buscan solamente (ningún medicamento para el cáncer), FDG más el medicamento para el cáncer tumor-que busca solamente (ningunos nanoparticles), y FDG más los nanoparticles tumor-que buscan que llevan el medicamento para el cáncer.

Cuando estaban inyectados en la circulación sanguínea con FDG, los nanoparticles tumor-que buscaban que llevaron el medicamento para el cáncer tenían el efecto más importante. Quince días después del tratamiento, los tumores en ratones tratados eran ocho veces más pequeños que ésos en ratones no tratados.

Los ratones que recibieron FDG más los nanoparticles tumor-que buscaban solamente sobrevividos cerca de 30 días compararon a un promedio de 15 días para los ratones no tratados. También encontraron supervivencia casi igual de 30 días para los ratones que recibieron FDG más apenas el medicamento para el cáncer tumor-que buscaba - sin los nanoparticles. La supervivencia aumentó a 50 días para los ratones que recibían los tres componentes: FDG más los nanoparticles tumor-que buscan que llevan el medicamento para el cáncer.

“Expuesto a la fuente de luz, los nanoparticles del dióxido de titanio solamente pueden matar al cáncer,” Achilefu dijo. “Pero agregar la droga aparece aumentar el resultado terapéutico. Los dos juntas producen diversas clases de radicales libres que abrumen las células del tumor. Nuestra formulación también utiliza las dosis de la droga que son mucho más inferiores que sería administrada para la quimioterapia.”

Kotagiri agregó que los efectos secundarios tóxicos deben ser mínimos. El material liviano y fotosensible se apunta al tumor, y el material no es tóxico a menos que sea activado por la fuente de luz, que debe ocurrir solamente en el sitio del tumor.

Achilefu y Kotagiri están proyectando una pequeña juicio clínica en gente para evaluar los componentes fácilmente disponibles de esta estrategia, empezando por FDG combinado con el medicamento para el cáncer de investigación.

Source:

Washington University School of Medicine in St. Louis