El nuevo nanoparticle de droga-entrega podía ofrecer una mejor manera de tratar tumores cerebrales

El multiforme de Glioblastoma, un tipo de tumor cerebral, es uno de la mayoría de los cánceres de la difícil-a-invitación. Solamente un puñado de drogas se aprueba para tratar glioblastoma, y la esperanza de vida mediana para los pacientes diagnosticados con la enfermedad es menos de 15 meses.

Los investigadores del MIT ahora han ideado un nuevo nanoparticle de droga-entrega que podría ofrecer una mejor manera de tratar glioblastoma. Se diseñan las partículas, que llevan dos diversas drogas, de modo que puedan cruzar fácilmente la barrera hematoencefálica y atar directamente a las células del tumor. Una droga daña la DNA de las células del tumor, mientras que la otra interfiere con el uso de las células de sistemas normalmente de reparar tal daño.

En un estudio de ratones, los investigadores mostraron que las partículas podrían encoger tumores y evitar que crezcan detrás.

“Cuál es único aquí somos podemos no sólo utilizar este mecanismo para conseguir a través de la barrera hematoencefálica y los tumores del objetivo muy efectivo, la estamos utilizando para entregar esta combinación única de la droga,” dice a Paula Hammond, David H. Koch profesor en la ingeniería, el jefe del departamento del MIT de la ingeniería química, y pieza del instituto de Koch del MIT para la investigación de cáncer integrante.

Hammond y Scott Floyd, investigador clínico del instituto anterior de Koch que ahora sea profesor adjunto de la oncología de la radiación en la Facultad de Medicina de Duke University, son los autores mayores del papel, que aparece en comunicaciones de la naturaleza. El autor importante del papel es fuga de Fred, científico de la investigación del instituto de Koch.

Alcance del cerebro

Los nanoparticles usados en este estudio se basan en las partículas diseñadas originalmente por Hammond y el estudiante de tercer ciclo anterior Stephen Morton del MIT, que es también autor del nuevo papel. Estas gotitas esféricas, conocidas como liposomas, pueden llevar una droga en su base y la otra en su granada exterior grasa.

Para adaptar las partículas a los tumores cerebrales de la invitación, los investigadores tuvieron que subir con una manera de conseguirlos a través de la barrera hematoencefálica, que separa el cerebro de sangre de circulación y evita que las moléculas grandes entren en el cerebro.

Los investigadores encontraron que si recubrieron los liposomas con una proteína llamada transferrina, las partículas podrían pasar a través de la barrera hematoencefálica con poca dificultad. Además, la transferrina también ata a las proteínas encontradas en la superficie de las células del tumor, permitiendo que las partículas acumulen directamente en el sitio del tumor mientras que evita a las neuronas sanas.

Esta aproximación apuntada permite el lanzamiento de dosis grandes de las drogas de la quimioterapia que pueden tener efectos secundarios indeseados si están inyectadas en la carrocería. Temozolomide, que es generalmente la primera droga de la quimioterapia dada a los pacientes del glioblastoma, puede causar magullar, náusea, y la debilidad, entre otros efectos secundarios.

El edificio en trabajo anterior de Floyd y Yaffe en la reacción del DNA-daño de tumores, los investigadores empaquetaron temozolomide en la base interna de los liposomas, y en la granada exterior embutieron una droga experimental llamada un inhibidor del bromodomain. Los inhibidores de Bromodomain se creen para interferir con la capacidad de las células de reparar daño de la DNA. Combinando estas dos drogas, los investigadores crearon un punzón del one-two que primero rompe mecanismos de la reparación de la DNA de las células del tumor, después ponen en marcha un ataque contra la DNA de las células mientras que sus defensas están hacia abajo.

Los investigadores probaron los nanoparticles en ratones con los tumores del glioblastoma y mostraron que después de que los nanoparticles alcancen el sitio del tumor, la capa exterior de las partículas degrada, liberando el inhibidor JQ-1 del bromodomain. Cerca de 24 horas más adelante, el temozolomide se libera de la base de la partícula.

Los experimentos de los investigadores revelaron eso droga-que entregaba los nanoparticles recubiertos con la transferrina eran lejos más efectivos en los tumores que encoge que nanoparticles sin recubrimiento o temozolomide y JQ-1 inyectada en la circulación sanguínea en sus los propio. Los ratones trataron con los nanoparticles transferrina-revestidos sobrevividos para dos veces mientras los ratones que recibieron otros tratamientos.

“Éste es otro ejemplo donde la combinación del lanzamiento del nanoparticle con las drogas que implican la reacción del DNA-daño se puede utilizar con éxito para tratar el cáncer,” dice a Michael Yaffe, David H. Koch profesor de la ciencia y pieza del instituto de Koch, que es también autor del papel.

Terapias nuevas

En los estudios del ratón, los investigadores encontraron que los animales trataron con los nanoparticles apuntados experimentaron mucho menos daño a los glóbulos y a otros tejidos dañados normalmente por temozolomide. Las partículas también están recubiertas con un polímero llamado el glicol de polietileno (ESPIGA), que las ayudas protegen las partículas contra ser descubierto y subdivisión por el sistema inmune. ENCLAVIJE y todos los otros componentes de los liposomas son ya aprobados por la FDA para el uso en seres humanos.

“Nuestra meta era tener algo que podría ser fácilmente que traducible, usando componentes sintetizados simples, ya aprobados en el liposoma,” fuga dice. “Esto era realmente un estudio del prueba-de-concepto [el mostrar] que podemos entregar terapias nuevas de la combinación usando un sistema apuntado del nanoparticle a través de la barrera hematoencefálica.”

JQ-1, el inhibidor del bromodomain usado en este estudio, no estaría probablemente bien adaptado para el uso humano porque su semivida es demasiado corta, pero otros inhibidores del bromodomain ahora están en juicios clínicas.

Los investigadores anticipan que este tipo de lanzamiento del nanoparticle se podría también utilizar con otros medicamentos para el cáncer, incluyendo muchos que nunca se han intentado contra glioblastoma porque no podrían conseguir a través de la barrera hematoencefálica.

“Porque hay un filete tan corto de las drogas que podemos utilizar en tumores cerebrales, un vehículo que permitiría que utilizáramos algunos de los regímenes mas comunes de la quimioterapia en tumores cerebrales sería un juego-cambiador real,” Floyd dice. “Podríamos encontrar quizá la eficacia para quimioterapias más estándar si podemos apenas llegarlas al lugar correcto trabajando alrededor de la barrera hematoencefálica con una herramienta como esto.”