Los métodos de administración dirigida de medicamentos están en la cima de la popularidad: un efecto puntual en los focos de lesión le permite combatir la enfermedad, casi sin afectar el tejido sano. Sin embargo, quedan preguntas: ¿cómo aumentar la efectividad de dicha terapia, acelerar el efecto de la droga y minimizar su acumulación en el cuerpo? Los científicos del Laboratorio de Nanomateriales Biológicos de NUST MISiS han estado trabajando en esta dirección durante varios años, y entre los últimos descubrimientos del equipo ha habido un aumento del 30% en la eficiencia del suministro de medicamentos a un tumor maligno utilizando neutrófilos, células del sistema inmune. Los resultados se publican en la revista científica internacional
ACS Nano .
Los científicos realizaron un estudio intravital (en tejido vivo) del mecanismo de administración dirigida de fármacos a tumores malignos utilizando liposomas. Resultó que las células inmunes de neutrófilos aumentan la eficiencia del suministro de fármacos al tumor en un 30%.
Los liposomas, vesículas grasas creadas artificialmente, penetran en el tumor debido al llamado efecto de mayor permeabilidad y retención (EPR). Dentro de los liposomas, el medicamento se "sutura" y cuando se introduce en el tejido maligno, se libera.
El efecto EPR ocurre debido al crecimiento excesivo de los vasos sanguíneos causado por la necesidad anormal del oxígeno y la nutrición del tumor.Con el crecimiento patológico, aparecen poros enormes en las paredes de los vasos sanguíneos de hasta 200 nm de diámetro. Además, el crecimiento del tumor provoca la compresión de los vasos linfáticos y evita la salida normal del líquido intercelular. Por lo tanto, los liposomas penetran en el tumor y no pueden salir debido al drenaje linfático deteriorado.
Se cree que debido al efecto EPR, los liposomas pueden penetrar solo en el tumor, pero no en tejidos sanos. ¿Pero es realmente así? ¿Y qué pasa en el recipiente?
En el curso del estudio, los científicos observaron la administración del medicamento a los tejidos de ratones sanos y a varios tipos de tumores malignos: cáncer de mama, cáncer de próstata y melanoma. Las observaciones se llevaron a cabo utilizando un microscopio intravital, que le permite estudiar los procesos directamente en un organismo vivo.
Los liposomas se "aferran" a una célula cancerosa“La primera conclusión que recibimos como resultado del estudio es que dos tipos de penetración de liposomas desde los vasos sanguíneos hacia los tejidos ocurren en los tejidos vivos. Una microfiltra es una pequeña acumulación aislada de liposomas alrededor de un vaso. Tal proceso es inútil para el tratamiento de tumores, ya que no permite que el medicamento llegue a las células tumorales. Además, se encontraron microfugas en tejidos sanos, lo que explica la toxicidad de los fármacos basados en liposomas utilizados en una clínica moderna ", dice Viktor Naumenko , autor del trabajo, investigador del Laboratorio de Nanomateriales Biomédicos en NISU MISiS .
El segundo resultado de observación más interesante es el neutrófilo, un tipo de glóbulo blanco y la célula inmunitaria del cuerpo que se filtra al tejido tumoral. Cuando el neutrófilo abandona el vaso, junto con él, a través de la "puerta entreabierta" en la pared vascular, los liposomas logran penetrar en el tumor. Según los resultados obtenidos por el equipo científico, los neutrófilos aumentan la eficiencia de penetración de los liposomas en el tumor en un tercio.
Este descubrimiento ofrece un patrón claro: los neutrófilos aumentan la permeabilidad vascular del tumor para la administración selectiva de fármacos liposomales y, por lo tanto, aumentan las posibilidades de curación. Además, esto ocurre solo en el caso de una macro-fuga, que es una gran "nube" difusa de liposomas que penetra profundamente en el tumor, asegurando así la administración de fármacos dirigida.
“La distinción entre los dos tipos de fugas es importante para comprender el mecanismo de cómo funcionan los medicamentos basados en liposomas. Nuestros resultados indican que las microfugas no solo no contribuyen al suministro de medicamentos a las células tumorales, sino que también son responsables de su acumulación no deseada en tejidos sanos. El efecto terapéutico se logra debido a las fugas macro y los neutrófilos pueden ayudar a fortalecerlo ” , enfatizó Viktor Naumenko.
El equipo actualmente continúa estudios de laboratorio para reducir los efectos secundarios no deseados de la terapia con liposomas. El desarrollo de mecanismos de estimulación artificial para la producción de neutrófilos en el cuerpo del paciente para mejorar la oncoterapia es una de las áreas prometedoras de aplicación de los datos obtenidos.