Golpe al cáncer: científicos logran erradicar la leucemia en animales gracias a la nanomedicina

En un prometedor avance para el tratamiento del cáncer, científicos de la Universidad Northwestern (Estados Unidos) han rediseñado la estructura molecular de un fármaco quimioterapéutico común, haciéndolo mucho más soluble, eficaz y menos tóxico. El estudio se publica en la revista ACS Nano.

Para este trabajo, el equipo diseñó un fármaco innovador desde cero como un ácido nucleico esférico (SNA), una nanoestructura que incorpora el fármaco directamente en las cadenas de ADN que recubren diminutas esferas. Este diseño transforma un fármaco poco soluble y de baja eficacia en un potente agente anticancerígeno dirigido que no daña las células sanas.

Tras desarrollar la nueva terapia, el equipo la probó en un modelo animal pequeño de leucemia mieloide aguda (LMA), un cáncer de sangre de rápida progresión y difícil tratamiento. En comparación con el fármaco de quimioterapia estándar, el fármaco basado en SNA penetró en las células leucémicas con una eficacia 12,5 veces mayor, las eliminó hasta 20.000 veces superior y redujo la progresión del cáncer 59 veces, todo ello sin efectos secundarios detectables.

Este trabajo es otro ejemplo del potencial de la nanomedicina estructural, un campo emergente en el que los científicos emplean un control preciso, tanto estructural como composicional, para optimizar la interacción de las nanomedicinas con el cuerpo humano. Con siete terapias basadas en SNA actualmente en ensayos clínicos, este nuevo enfoque podría dar lugar a vacunas y tratamientos eficaces contra el cáncer, las enfermedades infecciosas, las enfermedades neurodegenerativas y las enfermedades autoinmunes.

«En modelos animales, demostramos que podemos detener el crecimiento de los tumores», puntualiza Chad A. Mirkin, de la Universidad Northwestern, quien dirigió el estudio. «Si esto se traduce en pacientes humanos, sería un avance realmente prometedor. Significaría una quimioterapia más eficaz, mejores tasas de respuesta y menos efectos secundarios. Ese es siempre el objetivo de cualquier tratamiento contra el cáncer».

Fármaco soluble

Según Mirkin, el problema no reside en el fármaco en sí, sino en cómo lo procesa el organismo. El 5-FU es poco soluble; es decir, menos del 1% se disuelve en muchos fluidos biológicos. La mayoría de los fármacos necesitan disolverse en el torrente sanguíneo antes de poder viajar por el cuerpo y entrar en las células. Si un fármaco es poco soluble, se aglomera o mantiene una forma sólida, y el organismo no puede absorberlo eficazmente.

«Todos sabemos que la quimioterapia suele ser terriblemente tóxica», comenta Mirkin. «Pero mucha gente no se da cuenta de que también suele ser poco soluble, por lo que tenemos que encontrar maneras de transformarla en formas solubles en agua y administrarla eficazmente».

Administración más eficaz

Para desarrollar un sistema de administración más eficaz, Mirkin y su equipo recurrieron a las SNA. Inventadas y desarrolladas por Mirkin en Northwestern, las SNA son nanoestructuras globulares con un núcleo de nanopartícula rodeado por una densa capa de ADN o ARN. En estudios previos, Mirkin descubrió que las células reconocen las SNA y las introducen en su interior. En el nuevo estudio, su equipo creó nuevas SNA con la quimioterapia incorporada químicamente en las cadenas de ADN.

«La mayoría de las células tienen receptores de eliminación en su superficie», explica Mirkin. «Pero las células mieloides sobreexpresan estos receptores, por lo que hay aún más. Si reconocen una molécula, la incorporan a la célula. En lugar de tener que entrar a la fuerza, los SNA son captados de forma natural por estos receptores».

Moléculas de quimioterapia

Como sospechaban Mirkin y su equipo, el rediseño estructural cambió por completo la forma en que el 5-FU interactuaba con las células cancerosas. A diferencia de las moléculas de quimioterapia libres y sin estructura, las células mieloides reconocieron y absorbieron fácilmente la forma SNA. Una vez dentro, las enzimas degradaron la cubierta de ADN para liberar las moléculas del fármaco, que destruyeron la célula cancerosa desde el interior.

«Los quimioterápicos actuales destruyen todo a su paso», asegura Mirkin. «Así, eliminan las células cancerosas, pero también muchas células sanas. Nuestra nanomedicina estructural busca preferentemente las células mieloides. En lugar de saturar todo el cuerpo con quimioterapia, administra una dosis más alta y focalizada justo donde se necesita».

A continuación, el equipo de Mirkin planea probar la nueva estrategia en una cohorte más grande de modelos animales pequeños, luego pasar a un modelo animal más grande y, finalmente, a ensayos clínicos en humanos, una vez que se asegure la financiación.