Científicos del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC) utilizan la luz del Sincrotrón ALBA para comprobar el efecto de un grupo de fármacos antitumorales sobre un componente celular esencial para el ciclo vital del SARS-CoV-2, causante de la COVID-19.

Mediante esta infraestructura se observará la estructura molecular de los microtúbulos celulares para comprobar si los fármacos seleccionados, como el paclitaxel, usado para el tratamiento del cáncer de mama, ovario y pulmón, entre otros, son capaces de alterarla y, de este modo, frenar el transporte del virus en el interior de las células.

El objetivo principal es correlacionar los cambios estructurales provocados por los medicamentos para que sirvan como antivirales. Según indica el equipo de investigadores que lidera el estudio, en caso de confirmar que el fármaco logra detener el transporte del virus podría empezar a utilizarse de forma inmediata, pues ya se conocen sus dosis seguras y sus procedimientos de administración.

En caso de confirmar que el fármaco logra detener el transporte del virus podría empezar a utilizarse de forma inmediata, pues ya se conocen sus dosis seguras y sus procedimientos de administración.

Para circular por el interior de las células, los virus secuestran unas proteínas (kinesina y dineína) que actúan como trasportadoras de los mismos al desplazarse sobre los microtúbulos, unos biopolímeros con forma de filamentos que intervienen en el traslado de sustancias, entre ellas, los virus.

Así, la hipótesis inicial del proyecto plantea que los fármacos seleccionados podrían afectar a los microtúbulos, mediante la alteración del movimiento de las proteínas motoras, lo que interrumpiría el transporte del virus y bloquearía su replicación.

“Se sospecha que muchos procesos virales pueden ser inhibidos por antitumorales, porque bloquean procesos necesarios para el crecimiento celular exacerbado. Estos mismos procesos, aún más acelerados, son los que emplean los virus para replicarse dentro de la célula una vez han tomado el control de su maquinaria”, explica Fernando Díaz, uno de los responsables.

El proyecto parte con indicios esperanzadores. En anteriores estudios realizados en las líneas de luz XALOC y NCD-SWEET del Sincrotrón ALBA se demostró que algunos fármacos antitumorales son capaces de alterar la estructura de los microtúbulos.

“Si funciona, podríamos estar ante el primer antiviral de amplio espectro”, señala Daniel Lucena, del CIB-CSIC. El trabajo pretende intervenir en el mecanismo que utilizan muchos virus para moverse dentro de una célula y, por ello, los resultados podrían ser extrapolados a otros virus.

Sincrotrón ALBA, el ‘microscopio’ de las moléculas

El Sincrotrón ALBA está formado por un complejo de aceleradores de electrones que producen la luz de sincrotrón, que permite visualizar la estructura atómica y molecular de los materiales y estudiar sus propiedades. Su funcionamiento posibilita observar la estructura del microtúbulo, así como la modificación de sus dimensiones cuando es tratada con un compuesto.

El funcionamiento del Sincrotrón ALBA posibilita observar la estructura del microtúbulo de las células, así como la modificación de sus dimensiones cuando es tratada con un compuesto

“Estos cambios son muy pequeños, del orden de los nanómetros. Algo que en un microscopio convencional no seríamos capaces de ver”, señala Juan Estévez, investigador doctoral del grupo del CIB-CSIC.

Una vez identificados los medicamentos que generen una mayor perturbación de la estructura de los microtúbulos, serán evaluados en lo que se refiere a su efecto inhibidor sobre el transporte viral.

julio 26/2020 (SINC)

Mediante el empleo de métodos proteómicos cuantitativos y otros multiparamétricos como la citometría de flujo, esta investigación ha evaluado la respuesta celular de osteosarcoma y leucemia de células T cuando los derivados del cisplatino se conjugan con bioferrofluidos a través de polímeros biocompatibles.

En concreto, se ha demostrado la eficacia del empleo de dichas nanopartículas para la eliminación precisa de las células tumorales sin alterar partes sanas del organismo. Así mismo ofrecen la posibilidad de ser diseñadas para la unión de células de cáncer concretas donde el fármaco podría ser liberado específicamente.

En la búsqueda de nuevos fármacos contra el cáncer, los complejos de metales tienen un gran potencial porque son específicos con las dianas terapéuticas y eficaces. Los agentes anticancerígenos basados en el platino representan uno de los mayores éxitos en el campo de la química orgánica medicinal. En la actualidad la biomedicina está empleando ferrofluidos, que son nanopartículas magnéticas, para la administración de fármacos.

Además ponen de manifiesto la confluencia del hallazgo fortuito y el diseño racional en el desarrollo de fármacos. De hecho, tres fármacos con platino han aprobados para el tratamiento de cáncer: cisplatino, carboplatino y oxaplatino. El uso de otros fármacos está limitado a países específicos.

Los derivados del cisplatino, son fármacos antitumorales que se emplean en la quimioterapia y presentan una actividad citotóxica potencial y baja toxicidad. Este tipo de fármaco antitumoral tiene un gran interés debido a su baja labilidad (baja inestabilidad), su carácter anfipático que le permite tener un extremo soluble en agua y otro insoluble y su posible uso en fármacos personalizados. Por todas estas características pueden representar una alternativa a otros fármacos antitumorales.

A día de hoy en la búsqueda y diseño de nuevos medicamentos se está empleando la nanoescala porque permite transportar agentes activos de los fármacos. Otra ventaja es que con el diseño adecuado de las nanopartículas pueden mantenerse en la circulación sanguínea y en consecuencia a lo largo del tiempo se acumula en el tejido tumoral. Por tanto, las nanopartículas mejoran la penetración y la retención deseada en los fármacos antitumorales. De hecho, el fármaco aprovecha la debilidad del tejido tumoral, que cuenta con una vascularización permeable y una irrigación pobre. Gracias a su dimensión tan pequeña, las nanopartículas pueden salir del vaso sanguíneo, ubicarse en el espacio intersticial tumoral y permanecer allí entre las células tumorales, liberando su contenido en el espacio extracelular del microambiente tumoral o siendo absorbidas por células cancerosas.Teniendo en cuenta las ventajas expuestas de las nanopartículas en el diseño de fármacos, es importante profundizar en la influencia exacta de dichas partículas en las células cancerígenas, en determinar su tasa de éxito, así mismo es crucial describir su capacidad para actuar con una respuesta adecuada en el ser vivo a que se suministra. Otros aspectos fundamentales son tamaño, superficie, concentración, grupos funcionales químicos que afectan en la eficacia en la absorción celular, aspecto que también está condicionado por la activación del sistema inmune del animal y/o la persona. Resulta crucial caracterizar las vías de la endocitosis, es decir, el recorrido que las nanopartículas realizan entre y dentro de las células y cuyas características provoquen la respuesta del ser vivo adecuada, con baja toxicidad y con respuestas de baja inmunidad.

De esta manera, la comunidad científica está focalizando su atención en las nanopartículas de óxido de hierro debido a sus excepcionales propiedades magnéticas, no toxicidad, biocompatibilidad y bajo coste de producción. De hecho, las nanopartículas de óxido de hierro se han empleado ya en numerosas aplicaciones In vivo. Los ferrofluidos utilizados en este trabajo están integrados por los compuestos magnéticos más biocompatibles revestidos con polímeros biocompatibles.

En este sentido, los enfoques proteómicos, empleados en este trabajo, dirigido por Manuel Fuentes, constituyen herramientas poderosas para el cribado de vías de señalización intracelular de una manera rápida y de alto rendimiento. En dicho trabajo se han estudiado las vías de señalización celular alteradas cuando se exponen células a las nanopartículas de óxido de hierro (incluyendo la combinación conjugada de platino) mediante un enfoque de proteómica cuantitativa basada en espectrometría de masas denominado SILAC (etiquetado de isótopos estables con aminoácidos en cultivo celular). Este enfoque se basa en la incorporación de aminoácidos («ligeros» o «pesados») en las proteínas para detectar las proteínas expresadas diferencialmente entre dos condiciones dadas.

Al elucidar, mediante esta investigación, las proteínas y las vías intracelulares relacionadas con estas condiciones se está contribuyendo a aumentar el conocimiento en la respuesta mediada por las nanopartículas.

En resumen, el objetivo principal de esta investigación es obtener un derivado de cisplatino conjugado a las nanopartículas de óxido de hierro, mediante métodos sencillos, con el fin de mejorar selectivamente la actividad de citotoxicidad y promover la utilidad de las nanopartículas de óxido de hierro como portadores de fármacos en líneas celulares donde los derivados de platino. Por otra parte, la combinación de estrategias (como ensayos MTT y citometría de flujo) y nuevos enfoques han permitido una amplia caracterización de las nanopartículas de óxido de hierro mismas y se han conjugado con el derivado biliar del cisplatino. Por último, estos estudios muestran las diferencias cuantitativas en los perfiles de proteínas celulares que están directamente relacionados con el transporte vesicular, estructura celular, ciclo celular, proceso biosintético, apoptosis y la regulación del ciclo celular.

julio 16/2017 (noticiasdelaciencia.com)

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2017/07/17/plataforma-multifuncional-basada-en-nanoparticulas-de-oxido-de-hierro-eficientes-portadoras-de-farmacos-antitumorales/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2013/11/21/descubren-el-funcionamiento-de-los-farmacos-antitumorales-a-nivel-molecular/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2013/11/21/descubren-el-funcionamiento-de-los-farmacos-antitumorales-a-nivel-molecular/#comments Thu, 21 Nov 2013 11:16:29 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=26825 Un estudio internacional realizado por el Consejo Superior de Investigadores Científicas (CSIC) publicado en Science ha desvelado el mecanismo molecular que emplean los fármacos antitumorales basados en agentes estabilizadores de microtúbulos para evitar la división celular.

«Este tipo de fármacos antitumorales activa las moléculas de tubulina y estabiliza los microtúbulos de forma que no pueden activar la división de las células», explica Fernando Díaz, del Centro de Investigaciones Biológicas.

Los autores del proyecto, en el que han colaborado el Instituto Paul Scherrer de Villigen y el Instituto de Ciencias Farmacéuticas del Instituto Federal de Tecnología, en Suiza, lograron determinar en alta resolución la estructura del complejo activado de tubulina mediante un nuevo compuesto antitumoral, la Zampanolida. «Esta estructura a gran resolución permitirá conocer en detalle los determinantes que estos compuestos utilizan para activar la tubulina en las células tumorales. Esto mejorará el diseño de fármacos, especialmente en aquellos tumores resistentes a los agentes quimioterapéuticos actualmente en uso», añade Díaz.
noviembre 21/2013 (Diario Médico)

Prota AE, Bargsten K, Zurwerra D, Field JJ, Díaz JF, Altmann KH, Steinmetz MO. Molecular Mechanism of Action of Microtubule-Stabilizing Anticancer Agents. Science. 2013.

Un estudio internacional realizado por el Consejo Superior de Investigadores Científicas (CSIC) publicado en Science ha desvelado el mecanismo molecular que emplean los fármacos antitumorales basados en agentes estabilizadores de microtúbulos para evitar la división celular.

“Este tipo de fármacos antitumorales activa las moléculas de tubulina y estabiliza los microtúbulos de forma que no pueden activar la división de las células”, explica Fernando Díaz, del Centro de Investigaciones Biológicas.

Los autores del proyecto, en el que han colaborado el Instituto Paul Scherrer de Villigen y el Instituto de Ciencias Farmacéuticas del Instituto Federal de Tecnología, en Suiza, lograron determinar en alta resolución la estructura del complejo activado de tubulina mediante un nuevo compuesto antitumoral, la Zampanolida. “Esta estructura a gran resolución permitirá conocer en detalle los determinantes que estos compuestos utilizan para activar la tubulina en las células tumorales. Esto mejorará el diseño de fármacos, especialmente en aquellos tumores resistentes a los agentes quimioterapéuticos actualmente en uso”, añade Díaz.
enero 23/2013 (Diario Médico)

Prota AE, Bargsten K, Zurwerra D, Field JJ, Díaz JF, Altmann KH, Steinmetz MO. Molecular Mechanism of Action of Microtubule-Stabilizing Anticancer Agents. Science. 2013.

Una vía completamente nueva para suministrar fármacos antitumorales que usa “minicélulas” derivadas de bacterias ha sido evaluada por primera vez en humanos, demostrando que es segura, bien tolerada en pacientes con cáncer avanzado e incurable.

La investigación se ha presentado en el Simposio de Dianas Moleculares y Terapias Oncológicas, en Dublín (Irlanda).

Los investigadores, coordinados por Himanshu Brahmbhatt y Jennifer MacDiarmid, fundadores de EnGeneIC, una empresa biotecnológica de Sidney (Australia), han diseñado las minicélulas para transportar fármacos contra el cáncer directamente a las células tumorales, reduciendo de esta forma los efectos secundarios tóxicos de la quimioterapia.

Las células cancerígenas reconocen la bacteria a partir de la cual ha sido derivada la minicélula y activan su defensa estándar. “Cargamos las células con una quimioterapia citotóxica llamada paclitaxel”, ha comentado el investigador principal, Benjamin Solomon, del Centro Oncológico MaCallum, en Australia.

En 28 pacientes
Un total de 28 pacientes con tumores avanzados han recibido este nuevo tipo de terapia en cuatro centros australianos. Diez de ellos presentaron estabilidad en su enfermedad a las seis semanas y recibieron más de un ciclo de minicélulas.
noviembre 11/2012 (Diario Médico)

La investigación se ha presentado en el Simposio de Dianas Moleculares y Terapias Oncológicas, en Dublín (Irlanda).

Los investigadores, coordinados por Himanshu Brahmbhatt y Jennifer MacDiarmid, fundadores de EnGeneIC, una empresa biotecnológica de Sidney (Australia), han diseñado las minicélulas para transportar fármacos contra el cáncer directamente a las células tumorales, reduciendo de esta forma los efectos secundarios tóxicos de la quimioterapia.

Las células cancerígenas reconocen la bacteria a partir de la cual ha sido derivada la minicélula y activan su defensa estándar. «Cargamos las células con una quimioterapia citotóxica llamada paclitaxel», ha comentado el investigador principal, Benjamin Solomon, del Centro Oncológico MaCallum, en Australia.

En 28 pacientes
Un total de 28 pacientes con tumores avanzados han recibido este nuevo tipo de terapia en cuatro centros australianos. Diez de ellos presentaron estabilidad en su enfermedad a las seis semanas y recibieron más de un ciclo de minicélulas.
noviembre 11/2012 (Diario Médico)