Una herramienta de ADN que combina la terapia génica con la quimioterapia podría ser una forma nueva y prometedora de vencer a las células cancerosas resistentes a múltiples fármacos.

Una nueva investigación muestra cómo una nanoestructura de ADN adaptada puede administrar medicamentos contra el cáncer de manera selectiva.
Una nueva investigación muestra cómo una nanoestructura de ADN adaptada puede administrar medicamentos contra el cáncer de manera selectiva.

La herramienta es una “nanoplataforma de ADN adaptada” que puede llevar los medicamentos de quimioterapia a las células cancerosas dirigidas y al mismo tiempo silenciar los genes de resistencia a los medicamentos de las células.

La técnica es el trabajo de científicos en el Centro Nacional de Nanociencia y Tecnología en Beijing, China.

Un artículo reciente en la edición internacional Angewandte Chemie da una descripción detallada de cómo el equipo desarrolló y probó las nanoplataformas de ADN.

Los tratamientos farmacológicos han mejorado significativamente las tasas de supervivencia y calidad de vida de las personas con cáncer.

Sin embargo, hay muchos casos en los que el cáncer responde bien al tratamiento al principio, pero luego recae o regresa debido a la resistencia a los medicamentos.

Eflujo de medicamentos

Los científicos han identificado varios mecanismos celulares que permiten o promueven la resistencia a los medicamentos en el cáncer.

Uno de estos es el “flujo de salida de medicamentos”, un proceso en el cual las proteínas transportadoras bombean medicamentos fuera del cuerpo celular a través de sus membranas. Los mecanismos de eflujo existen “en todas las células vivas”, no solo en las células cancerosas.

Por ejemplo, las células en las paredes del intestino tienen una gran cantidad de proteínas transportadoras que bombean medicamentos y otros agentes dañinos hacia el tracto digestivo.

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Gracias a una extensa investigación, los científicos ahora saben mucho sobre el papel de los mecanismos de flujo de salida y las proteínas transportadoras en el desarrollo de resistencia a los medicamentos en el cáncer.

Una de las primeras proteínas transportadoras que identificaron fue una que está codificada por el Gen de resistencia a múltiples fármacos 1 (MDR1).

Los estudios también han revelado que cuando ciertos órganos se vuelven cancerosos, sus tejidos comienzan a expresar MDR1 con mayor fuerza.

Un estudio, en particular, descubrió que el tratamiento con el potente fármaco anticanceroso doxorubicina aumentaba considerablemente la expresión de MDR1 en células cancerosas pero no en células sanas del pulmón.

Orientación celular y silenciamiento génico

Por lo tanto, si bien un medicamento puede ser muy bueno para matar células cancerosas, si las células mejoran para expulsarlo, eventualmente, el medicamento no estará dentro de la célula el tiempo suficiente para que surta efecto.

Para abordar este problema, los investigadores del cáncer están trabajando en formas de desactivar los genes que impulsan el flujo de drogas en las células tumorales.

Un enfoque para apagar las bombas de flujo de salida es una técnica de silenciamiento de genes llamada interferencia de ARN (ARNi). Esto utiliza moléculas llamadas plantillas de transcripción de ARN para interferir con la expresión génica en las células.

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Sin embargo, para que el tratamiento sea efectivo, las plantillas de transcripción de ARN deben liberarse dentro del cuerpo de la célula, o citoplasma. En segundo lugar, esto debe ocurrir al mismo tiempo que se administra el medicamento que destruye las células. Y en tercer lugar, las células sanas deben permanecer intactas.

La nueva nanoplataforma de ADN responde a los tres requisitos: se dirige específicamente a las células cancerosas, envía el medicamento contra el cáncer a su interior y desactiva los genes que impulsan sus bombas de flujo de salida para que el medicamento tenga tiempo de funcionar.

El equipo utilizó técnicas de “origami de ADN” para crear una plataforma que incluye todos los componentes necesarios para que estas cosas sucedan.

Usando el enfoque bien establecido, los científicos pueden crear plataformas de ADN que comprenden formas moleculares simples y complicadas que son lo suficientemente pequeñas para trabajar a nivel celular.

En este caso, el equipo hizo una estructura simple que se autoensambla en una nanoplataforma de ADN triangular. La plataforma tiene varios sitios que pueden unirse a varias “unidades funcionales”.

‘Nueva estrategia para tumores multirresistentes’

Los investigadores probaron la capacidad de la plataforma de ADN para administrar selectivamente plantillas de transcripción de ARN y doxorubicina, el medicamento de quimioterapia, primero en cultivos celulares y luego en ratones con tumores resistentes a múltiples fármacos.

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Utilizaron “dos plantillas de transcripción de ARN de horquilla pequeña y lineal”. Uno de ellos se ocupó del silenciamiento de genes y el otro se ocupó del reconocimiento y la inserción celular.

Los resultados mostraron que la “plataforma de ADN personalizada” fue muy efectiva tanto en la entrega selectiva como en la liberación de los dos artículos. Esto también dio lugar a una tasa de muerte tumoral altamente selectiva.

El equipo dice que el estudio demuestra cómo crear una nanoestructura que administra la quimioterapia de manera selectiva a las células cancerosas al tiempo que suprime la resistencia a los medicamentos mediante el silenciamiento de genes sin dañar el tejido sano.

Sugieren que también debería ser posible adaptar las plataformas de ADN para su uso en una gama de tratamientos mediante la alteración de los objetivos, la carga útil y las estrategias de entrega.

Los autores concluyen:

“Esta nanoplataforma de ADN personalizada, que combina la terapia de ARNi y la quimioterapia, proporciona una nueva estrategia para el tratamiento de tumores resistentes a múltiples fármacos”.


Referencias
  1. Una nanoplataforma de ADN a medida para ARNi / quimioterapia sinérgica de tumores multirresistentes https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201809452
  2. La resistencia a los medicamentos en el cáncer: una visión general https://www.mdpi.com/2072-6694/6/3/1769
  3. Bomba de eflujo-mediada resistente en quimioterapia https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3573517/

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