Desarrollan 'nanotransportadores' de ADN para tratar el cáncer y otras enfermedades

La Universidad de Montreal (Canadá) ha diseñado y validado un nuevo tipo de transportadores de fármacos hechos de ADN, que son 20.000 veces más pequeños que un cabello humano y que podrían mejorar el tratamiento del cáncer y otras enfermedades. Estos conductores moleculares pueden programarse químicamente para entregar una concentración óptima de medicamentos, haciéndolos más eficientes que los métodos actuales, según explican los autores del estudio que acaba de ser publicado en Nature Communications.

El desafío de la dosificación óptima

Una de las formas clave de tratar con éxito una enfermedad es proporcionar y mantener una dosis terapéutica del fármaco durante todo el tratamiento. La exposición terapéutica subóptima reduce la eficiencia y generalmente conduce a la resistencia a los medicamentos, mientras que la sobreexposición aumenta los efectos secundarios.

Mantener una concentración óptima de fármacos en la sangre sigue siendo un gran desafío en la medicina moderna. Dado que la mayoría de los medicamentos se degradan rápidamente, los pacientes se ven obligados –y a menudo lo olvidan– a tomar múltiples dosis a intervalos regulares. Y debido a que cada persona tiene un perfil farmacocinético distinto, la concentración de medicamentos en su sangre varía significativamente.

Al observar que solo alrededor del 50% de los pacientes con cáncer obtienen una dosis óptima de medicamentos durante cierta quimioterapia, el experto en nanotecnologías bioinspiradas de la citada universidad Alexis Vallée-Bélisle comenzó a explorar cómo los sistemas biológicos controlan y mantienen la concentración de biomoléculas.

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“Descubrimos que los organismos vivos emplean transportadores de proteínas que están programados para mantener la concentración precisa de moléculas clave como las hormonas tiroideas, y que la fuerza de la interacción entre estos transportadores y sus moléculas dicta la concentración precisa de la molécula libre”, explica.

Esta simple idea llevó a Vallée-Bélisle y a su equipo de investigación a comenzar a desarrollar transportadores de fármacos artificiales que imitan el efecto natural de mantener una concentración precisa de un fármaco durante el tratamiento.

El doctorando Arnaud Desrosiers, primer autor del estudio, identificó y desarrolló inicialmente dos transportadores de ADN: uno para la quinina, un antipalúdico, y otro para la doxorrubicina, un fármaco de uso común para tratar el cáncer de mama y la leucemia. Después demostró que estos transportadores artificiales podían programarse fácilmente para entregar y mantener cualquier concentración específica de medicamento.

“Más interesante aún, asimismo descubrimos que estos nanotransportadores también podrían emplearse como reservorio de fármacos para prolongar el efecto del fármaco y minimizar su dosis durante el tratamiento”, señala Desrosiers.

"Otra característica impresionante de estos nanotransportadores es que pueden dirigirse a partes específicas del cuerpo donde más se necesita el fármaco, y eso, en principio, debería reducir la mayoría de los efectos secundarios", añade.

Ratones nanotratados: cardiotoxicidad reducida

Para demostrar la eficacia de estos nanotransportadores, los investigadores se asociaron con Jeanne Leblond-Chain, farmacéutica de la Universidad de Bordeaux (Francia); Luc DesGroseillers, bioquímico de la Universidad de Montreal; Jérémie Berdugo, patólogo de la misma universidad; Céline Fiset, farmacéutica del Instituto del Corazón de Montreal, y Vincent De Guire, bioquímico clínico del Hospital Maisonneuve-Rosemont.

Utilizando el nuevo transportador de fármacos desarrollado para la doxorrubicina, el equipo demostró que una formulación específica de transportador de fármacos permite que esta se mantenga en la sangre y reduce drásticamente su difusión hacia órganos clave como el corazón, los pulmones y el páncreas.

En los ratones tratados con esta formulación, la doxorrubicina permaneció 18 veces más tiempo en la sangre y también se redujo la cardiotoxicidad, lo que mantuvo a los ratones más saludables, como lo demuestra su aumento de peso normal.

“Otra gran propiedad de nuestros nanotransportadores es su gran versatilidad”, apunta Vallée-Bélisle.

“Por ahora, hemos demostrado el principio de funcionamiento de estos nanotransportadores para dos fármacos diferentes. Pero gracias a la alta capacidad de programación de la química del ADN y las proteínas, ahora se pueden diseñar estos transportadores para entregar con precisión una amplia gama de moléculas terapéuticas", explica.

Y, añade, "además, estos transportadores también podrían combinarse con transportadores liposómicos diseñados por humanos que ahora se están empleando para administrar medicamentos a diversas velocidades".

¿Un estudio clínico para los cánceres de sangre?

Los investigadores ahora están ansiosos por validar la eficiencia clínica de su descubrimiento. Ya que su nanotransportador de doxorrubicina está programado para mantener de manera óptima el fármaco en la circulación sanguínea, creen que podría ser útil para tratar el cáncer de la sangre.

"Visualizamos que también se pueden desarrollar nanotransportadores similares para administrar fármacos a otros lugares específicos del cuerpo y maximizar la presencia del fármaco en los sitios del tumor", señala Vallée-Bélisle. "Esto mejoraría drásticamente la eficacia de los fármacos y reduciría sus efectos secundarios", apostilla.