Advertencia: Esta página es una traducción de esta página originalmente en inglés. Tenga en cuenta ya que las traducciones son generadas por máquinas, no que todos traducción será perfecto. Este sitio Web y sus páginas están destinadas a leerse en inglés. Cualquier traducción de este sitio Web y su páginas Web puede ser imprecisa e inexacta en su totalidad o en parte. Esta traducción se proporciona como una conveniencia.

La nueva plataforma utiliza nanoparticles para entregar el agente anticáncer a las células

Los científicos de la universidad de Cambridge han desarrollado una plataforma que utiliza los nanoparticles conocidos como armazones metalorgánicos para entregar un agente anticáncer prometedor a las células.

La investigación llevada por el Dr. David Fairen-Jiménez, del departamento de Cambridge de la ingeniería química y de la biotecnología, indica que los armazones metalorgánicos (MOFs) podrían presentar una plataforma viable para entregar un agente anticáncer potente, conocida como siRNA, a las células.

El pequeño ácido ribonucleico de interferencia (siRNA), tiene el potencial de inhibir genes cancerígenos overexpressed, y se ha convertido en un foco cada vez mayor para los científicos en la caza para los nuevos tratamientos contra el cáncer.

El grupo de Fairen-Jiménez utilizó simulaciones de cómputo para encontrar un MOF con la talla perfecta del poro para llevar una molécula del siRNA, y ésa avería una vez dentro de una célula, liberando el siRNA a su objetivo. Sus resultados fueron publicados hoy en el gorrón de la prensa de la célula, quím.

Algunos cánceres pueden ocurrir cuando los genes específicos dentro de las células causan la superproducción de proteínas determinadas. Una manera de abordar esto es cegar el camino de la expresión génica, limitando la producción de estas proteínas.

Las moléculas de SiRNA pueden hacer apenas que - atando a las moléculas específicas del mensajero del gen y destruyéndolas antes de que puedan informar la célula producir una proteína determinada. Este proceso se conoce como “precipitación del gen”. Los científicos han comenzado a centrarse más en siRNAs como terapias potenciales del cáncer en la década pasada, pues ofrecen una solución versátil al tratamiento de la enfermedad - toda lo que usted necesita saber es la serie del gen usted quiere inhibir y usted puede hacer el siRNA correspondiente que lo romperá para derribar. En vez del diseño, sintetizando y probando las nuevas drogas - un proceso increíblemente costoso y muy largo - usted puede realizar algunos cambios simples a la molécula del siRNA y tratar una enfermedad totalmente diversa.

Uno de los problemas con usar siRNAs para tratar enfermedad es que las moléculas son muy inestables y son analizadas a menudo por los mecanismos de la defensa naturales de la célula antes de que puedan alcanzar sus objetivos. Las moléculas de SiRNA se pueden modificar para hacerlos más estables, pero ésta compromete su capacidad de golpear hacia abajo los genes del objetivo. Es también difícil conseguir las moléculas en las células - necesitan ser transportadas por otro vehículo que actúan como agente de lanzamiento.

Los investigadores de Cambridge han utilizado un nanoparticle especial para proteger y para entregar el siRNA a las células, donde muestran su capacidad de inhibir un gen específico del objetivo.

Fairen-Jiménez lleva la investigación en los materiales avanzados, con una atención especial sobre MOFs: composiciones de uno mismo-montaje 3D hechas de los bloques huecos metálicos y orgánicos conectados juntos.

Hay millares de diversos tipos de MOFs que los investigadores puedan hacer - allí son actualmente más de 84.000 estructuras de MOF en la base de datos estructural de Cambridge con 1000 nuevas estructuras publicadas cada mes - y sus propiedades se pueden sintonizar para los propósitos específicos. Cambiando diversos componentes de la estructura de MOF, los investigadores pueden crear MOFs con diversas tallas del poro, estabilidades y toxicidades, permitiéndoles diseñar las estructuras que pueden llevar las moléculas tales como siRNAs en las células sin efectos secundarios dañinos.

Con terapia tradicional del cáncer si usted está diseñando las nuevas drogas para tratar el sistema, éstos pueden tener diversos comportamientos, geometrías, tallas, y así que usted necesitaría un MOF que es óptimo para cada uno de estas drogas individuales. Pero para el siRNA, una vez que usted desarrolla un MOF que sea útil, usted puede en principio utilizar esto para un alcance de diversas series del siRNA, tratando diversas enfermedades.”

El Dr. David Fairen-Jiménez, departamento de Cambridge de la ingeniería química y de la biotecnología

La “gente antes de quien han hecho esto ha utilizado MOFs que no tiene una porosidad que sea bastante grande encapsular el siRNA, así que mucho él es probable apenas adherida en el exterior,” dice a Michelle Teplensky, estudiante anterior del doctorado en el grupo de Fairen-Jiménez, que realizó la investigación. “Utilizamos un MOF que podría encapsular el siRNA y cuando le ha encapsulado para ofrecer más protección. El MOF que elegimos se hace de un nodo circonio-basado del metal y hemos hecho muchos estudios que muestran que el circonio está muy inerte y no causa ninguna entregas de la toxicidad.”

Usando un MOF biodegradable para el lanzamiento del siRNA es importante evitar la acumulación indeseada de las estructuras una vez que ella han hecho su trabajo. El MOF que Teplensky y las personas seleccionaron analiza en los componentes inofensivos que son reciclados fácilmente por la célula sin efectos secundarios dañinos. La talla grande del poro también significa que las personas pueden cargar una cantidad importante de siRNA en una única molécula de MOF, manteniendo la dosificación necesitada para golpear hacia abajo los genes muy inferiores.

“Una de las ventajas de usar un MOF con tales poros grandes es que podemos conseguir mucho haber localizado, una dosis más alta que otros sistemas requerirían,” dice Teplensky. “SiRNA es muy potente, usted no lo necesita una enorme cantidad para conseguir buenas funciones. La dosis necesaria es menos del 5% de la porosidad del MOF.”

Un problema con usar MOFs u otros vehículos para llevar las pequeñas moléculas en las células es que son paradas a menudo por las células en la manera a su objetivo. Este proceso se conoce como trampa endosomal y es esencialmente un mecanismo de defensa contra los componentes indeseados que incorporan la célula. Las personas de Fairen-Jiménez agregaron componentes extras a su MOF para pararlo que era atrapado en su manera en la célula, y con esto, podrían asegurarse que el siRNA alcanzó su objetivo.

Las personas utilizaron su sistema para golpear hacia abajo un gen que produce las proteínas fluorescentes en la célula, así que eran capaces de utilizar métodos de la proyección de imagen de la microscopia para medir cómo la fluorescencia emitida por las proteínas comparadas entre las células no tratadas con el MOF y las que eran. El grupo hizo uso de la experiencia interna, colaborando con profesores Clemens Kaminski y Gabi Kaminski-Schierle de los especialistas de la microscopia de la estupendo-resolución, que también llevan la investigación en el departamento de la ingeniería química y de la biotecnología.

Usando la plataforma de MOF, las personas podían constantemente prevenir la expresión génica por el 27%, un nivel que muestra la promesa para usar la técnica para golpear hacia abajo genes del cáncer.

Fairen-Jiménez cree que podrán aumentar la eficacia del sistema y los pasos siguientes serán aplicar la plataforma a los genes implicados en causar supuestos cánceres difíciles de tratar.

¿“Una de las preguntas que conseguimos pedidos mucho es “por qué usted quiere utilizar un marco metalorgánico para la atención sanitaria? “, porque hay los metales implicados que pudieron sonar dañinos a la carrocería,” dice a Fairen-Jiménez. “Solamente nos centramos en enfermedades difíciles tales como cánceres difíciles de tratar para los cuales no ha habido mejoría en el tratamiento en los 20 años pasados. Necesitamos tener algo que pueda ofrecer una solución; apenas los años extras de vida serán muy agradables.”

La flexibilidad del sistema permitirá a las personas utilizar el mismo MOF adaptado para entregar diversas series del siRNA y para apuntar diversos genes. Debido a su talla grande del poro, el MOF también tiene el potencial de entregar las drogas múltiples inmediatamente, abriendo la opción de la terapia de la combinación.

La investigación es parte de un proyecto más amplio, financiada por el EPRSC y la Comisión Europea, en los tratamientos para los cánceres difíciles de tratar.

Source:
Journal reference:

Teplensky, M.H. et al. (2019) A Highly Porous Metal-Organic Framework System to Deliver Payloads for Gene Knockdown. Chem. doi.org/10.1016/j.chempr.2019.08.015.