En un artículo publicado recientemente en Advanced Science, investigadores del Instituto Metodista de Investigación de Houston utilizaron un dispositivo nanofluídico implantable inventado por ellos para administrar anticuerpos monoclonales CD40 (mAb), un prometedor agente inmunoterapéutico, a una dosis baja sostenida a través de la semilla nanofluídica liberadora de fármacos (NDES). El resultado, observado en modelos murinos, fue la reducción de tumores a una dosis cuatro veces inferior a la del tratamiento inmunoterápico sistémico tradicional.

«Uno de los hallazgos más interesantes fue que, aunque el dispositivo NDES sólo se insertó en uno de los dos tumores del mismo modelo animal, observamos una reducción del tamaño del tumor sin el dispositivo», afirma la Dra. Corrine Ying Xuan Chua, coautora del estudio y profesora adjunta de nanomedicina en el Instituto Académico Metodista de Houston. «Esto significa que el tratamiento local con inmunoterapia fue capaz de activar la respuesta inmunitaria para atacar otros tumores. De hecho, un modelo animal permaneció libre de tumores durante los 100 días de observación continuada.»

El adenocarcinoma ductal pancreático se diagnostica con frecuencia en estadios avanzados. De hecho, alrededor del 85% de los pacientes ya presentan enfermedad metastásica en el momento del diagnóstico.

Los investigadores del Houston Methodist están estudiando una tecnología de administración nanofluídica similar en la Estación Espacial Internacional. El laboratorio de nanomedicina de Grattoni en el Metodista de Houston se centra en plataformas implantables basadas en nanofluidos para la administración controlada y a largo plazo de fármacos y el trasplante de células para tratar enfermedades crónicas.

La inmunoterapia es prometedora para tratar cánceres que antes no tenían buenas opciones terapéuticas. Sin embargo, como la inmunoterapia se administra por todo el cuerpo, provoca muchos efectos secundarios que a veces son duraderos, si no de por vida. Al concentrar la administración directamente en el tumor, se protege al organismo de la exposición a fármacos tóxicos y se reducen los efectos secundarios, lo que esencialmente permite a los pacientes sometidos a tratamiento tener una mejor calidad de vida.

«Nuestro objetivo es transformar la forma de tratar el cáncer. Consideramos que este dispositivo es un enfoque viable para penetrar en el tumor pancreático de forma mínimamente invasiva y eficaz, lo que permite una terapia más focalizada utilizando menos medicación», afirma el doctor Alessandro Grattoni, coautor del estudio y director del Departamento de Nanomedicina del Instituto Metodista de Investigación de Houston.

El dispositivo NDES consiste en un depósito de fármaco de acero inoxidable que contiene nanocanales, creando así una membrana que permite la difusión sostenida cuando se libera el fármaco.

Otras empresas de tecnología médica ofrecen implantes intratumorales liberadores de fármacos para terapias oncológicas, pero están pensados para un uso de menor duración. El dispositivo nanofluídico del Houston Methodist está pensado para una liberación controlada y sostenida a largo plazo, evitando el tratamiento sistémico repetido que suele provocar efectos secundarios adversos.

Se están llevando a cabo investigaciones de laboratorio adicionales para determinar la eficacia y seguridad de esta tecnología de administración, pero los investigadores desearían que se convirtiera en una opción viable para los pacientes con cáncer en los próximos cinco años.

Los colaboradores del Instituto Metodista de Investigación de Houston en este estudio son Hsuan-Chen Liu, Daniel Dávila González, Dixita Ishani Viswanath, Robin Shae Vander Pol, Shani Zakiya Saunders, Nicola Di Trani, Yitian Xu, Junjun Zheng y Shu-Hsia Chen.

Esta investigación recibió financiación de Golfistas contra el Cáncer y de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH-NIGMS R01GM127558).

Abril 13/2023 (EurekAlert!) – Tomado de la sección News Release. Copyright 2023 by the American Association for the Advancement of Science (AAAS). Traducido por DeepL Traductor 2023.

Según datos de la Organización Mundial de la Salud el cáncer es la segunda causa de muerte en el mundo, ocasionando cada año 10 millones de defunciones. Conscientes de este problema, investigadores de la Universidad de Valladolid centran sus esfuerzos en buscar en la nanomedicina alternativas a los tratamientos oncológicos actuales que permitan mejorar el diagnóstico y el tratamiento.

“Con esta pandemia hemos aprendido que la ciencia y la investigación es el camino para solucionar los problemas que se nos presentan como sociedad, y el cáncer es uno de ellos. La nanomedicina no solamente tiene implicaciones para el futuro, sino que tiene un gran impacto en la actualidad facilitando el tratamiento y el diagnóstico de la enfermedad, lo cual se traduce directamente en mayores tasas de curación y menos incomodidades para los pacientes», señala Juan González Valdivieso, miembro del equipo de investigación del Grupo de Materiales Avanzados y Nanobiotecnología (Bioforge) que acaba de publicar una revisión sobre la materia en International Journal of Pharmaceutics.

Una de las principales características del cáncer es la multiplicación rápida de células cancerosas que se extienden más allá de sus límites habituales y pueden invadir partes adyacentes del cuerpo o propagarse a otros órganos. Además, las células sanas no son lo suficientemente fuertes para competir con las células cancerosas por los nutrientes que se encuentran en la sangre, ya que se sabe que estas últimas tienen un estado metabólico más rápido y consumen todos los nutrientes.

Hasta el momento, la fórmula más extendida y viable para combatir esta enfermedad ha sido la quimioterapia, no obstante, este tratamiento, aunque en ocasiones es eficaz, presenta algunas limitaciones, como una baja especificidad en el tratamiento de los diferentes tipos de cáncer, y los efectos secundarios que provoca en los tejidos sanos.

Nanomedicina: un futuro alentador

Investigadores de todo el mundo están trabajando en el desarrollo de terapias alternativas a la quimioterapia que den solución a estas dos limitaciones tratando de producir innovadores dispositivos médicos de precisión, y desarrollando tratamientos más específicos. Una de las soluciones pasa por la nanomedicina y los biomateriales, tal y como demuestran investigadores de la Universidad de Valladolid.

Pero, ¿qué es la nanomedicina? Es una combinación de nanotecnología, biomedicina, biomateriales y ciencias farmacéuticas que tiene como objetivo mejorar la biodisponibilidad, la respuesta a la dosis y la especificidad de los agentes terapéuticos.

“El uso de la nanomedicina no se limita únicamente a mejorar la especificidad de los fármacos, sino que también mejora la accesibilidad de estos en el organismo. Cuando un fármaco es inyectado, este interactúa con componentes de la sangre, disminuyendo la cantidad de fármaco que llegará al tumor e incluso cambiando sus propiedades. La nanomedicina ha demostrado que es capaz de mejorar la velocidad con la que los fármacos se mueven por el torrente sanguíneo y proteger a los fármacos de esas interacciones en la sangre. Otro de los grandes problemas de la quimioterapia, en general, es que los fármacos tienen muy baja solubilidad, por lo que se necesitan grandes dosis para conseguir efectividad antitumoral. En este sentido, la nanomedicina mejora la solubilidad de los fármacos, reduciendo la dosis necesaria de fármaco y por lo tanto la posible toxicidad en el paciente», explica Valdivieso.

Aunque faltan ciencia y camino por recorrer, la nanomedicina ya se está empleando en medicina clínica como opción de la quimioterapia, tal y como señala este biólogo: “El fármaco Doxil se usa desde hace más de dos décadas en pacientes con leucemia aguda, cáncer de ovario o sarcoma de Kaposi. Otro ejemplo es Abraxane, empleado en pacientes de cáncer de mama, páncreas o pulmón y que consiste en una nanopartícula, empleada para transportar anticuerpos o medicamentos, que contiene el fármaco Paclitaxel, que ha demostrado mejorar la efectividad terapéutica del fármaco sin tener que usar medicaciones previas, lo que sin duda agradecen los pacientes».

La investigación continúa y según adelanta el investigador del Bioforge, próximamente se publicarán los resultados de una investigación de nanopartículas desarrolladas con muestras de pacientes de cáncer de páncreas. “Se trata de la primera vez que se describe el potencial terapéutico de este tipo de estrategia quimioterapéutica en uno de los tipos de cáncer más mortales del mundo. El trabajo realizado en colaboración con un grupo de investigadores de Londres del University College London y Royal Free Hospital, describe la eficacia antitumoral en muestras procedentes de pacientes de cáncer de páncreas y, además, se ha confirmado en ratones la seguridad del tratamiento para el organismo».

 octubre 20/2021 (Dicyt)

Referencia:

Gonzalez-Valdivieso J., Girotti A., Schneider J., Arias F.J.: Advanced nanomedicine and cancer: Challenges and opportunities in clinical translation. International Journal of Pharmaceutics, Volume 599, 2021, 120438, ISSN 0378-5173, https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.120438

Determinadas características estructurales que dotan al coronavirus SARS-CoV-2 de gran eficiencia para interactuar con sus receptores blanco en las células humanas y desencadenar el COVID-19, podrían inspirar el diseño de nanopartículas sintéticas capaces de transportar y liberar medicamentos con un mejor control, que podrían aplicarse así en el tratamiento de tumores, infecciones e inflamaciones.

Esta fue la sugerencia de científicos del Centro Nacional de Investigaciones en Energía y Materiais (CNPEM) en un artículo publicado como destacado en la revista Nano Today.

Este trabajo, basado en estudios de correlación, cuenta con el apoyo de la FAPESP – Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo.

“El SARS-CoV-2 es una nanopartícula sumamente eficiente en la interacción con sus receptores blanco y puede servir de modelo para el desarrollo de nanopartículas sintéticas en aplicaciones biológicas mejor orientadas”, le dice Mateus Borba Cardoso, investigador del CNPEM y uno de los autores del estudio.

De acuerdo con Borba Cardoso, los virus son en general nanopartículas naturales a escala nanométrica (milmillonésimas partes del metro) que interactúan de manera precisa y eficiente con la maquinaria biológica de los organismos y, merced a ciertas características estructurales distribuidas homogéneamente, obtienen excelentes resultados de infección y, por consiguiente, de replicación. En el caso del SARS-CoV-2, uno de los factores que le permitieron al virus volverse altamente contagioso fue precisamente la eficiencia en la orientación.

La principal puerta de entrada del nuevo coronavirus en el cuerpo humano es la nariz, desde donde se propaga hacia todo el tracto respiratorio. En esa área se encuentra alojada en las células epiteliales de los cilios móviles la proteína ACE2, con la cual se une el SARS-CoV-2 para viabilizar la infección.

La interacción del SARS-CoV-2 con los cilios micrométricos de las células epiteliales de la nariz exhibe ventajas considerables para el virus. Primeramente, porque la longitud de los cilios es de alrededor de 50 veces el tamaño del virus, de más o menos 5 micrones (μm) frente a aproximadamente 100 nanómetros (nm). En segundo lugar, porque la interacción con el virus perjudica la función adecuada de las células en estadios posteriores de la enfermedad, inhibiendo así la depuración de moco que podría prevenir futuras infecciones virales, según subrayan los investigadores.

 “La clave que desencadena la  COVID-19 es una interacción guiada entre el SARS-CoV-2 con el receptor ACE2 en las células nasales, con el cual exhibe una afinidad de unión diez veces más fuerte que el SARS-CoV, aunque ambos comparten el 76 % de la secuencia genética de la proteína spike (con la cual el virus se une al receptor ACE2 de las células humanas)”, afirma Borba Cardoso.

En el SARS-CoV-2 las proteínas spike se encuentran distribuidas homogéneamente sobre la superficie del virus, de acuerdo con patrones de geometría y simetría bien definidos. Este ordenamiento meticuloso, con espacios organizados de 15 nm entre las proteínas spike, optimiza la replicación y transforma una serie de interacciones débiles en fuertes, aumentando las oportunidades de entrada y de replicación del virus en las células.

La organización espacial meticulosa entre las proteínas también aumenta las probabilidades de interacción, dado que permite que estructuras flexibles de la spike y de la ACE2 asuman diferentes orientaciones espaciales y favorezcan a los puntos de contacto activo entre esas proteínas. No es posible hallar esta flexibilidad tan depurada de la maquinaria viral en otros coronavirus.

Una vez activada, la proteína spike también altera radicalmente su configuración y expone el dominio de unión al receptor (RBD, por sus siglas en inglés) para acoplarse con el ACE2 con alta afinidad, afirman los investigadores.

 “Estamos proponiendo utilizar estos conceptos de especificidad y de eficiencia del SARS-CoV-2, que logra interactuar muy selectivamente con las células humanas, para desarrollar nanopartículas con características del virus, de manera tal que se unan receptores de una determinada región tumoral, por ejemplo. De este modo, sería posible disminuir drásticamente las dosis y los efectos secundarios de los fármacos quimioterapéuticos”, sostiene Borba Cardoso.

Una inspiración para la nanomedicina

De acuerdo con los investigadores, uno de los mayores retos para imitar las características del SARS-CoV-2 en la producción de nanopartículas sintéticas reside en el control preciso de la organización de las superficies de estas estructuras. Para obtener algo similar al nivel organizativo de los virus, los diseñadores de nanomateriales deben superar los actuales métodos e incorporar abordajes sintéticos aún más precisos, tales como estrategias de funcionalización que hagan posible el control de la distancia promedio entre grupos bioactivos.

Los métodos de funcionalización de nanopartículas que se emplean actualmente no permiten que las estructuras tengan una superficie homogénea como la del SARS-CoV-2, lo cual probablemente dificulta la interacción específica entre grupos activos y sus receptores.

Otro desafío importante está relacionado con la alta selectividad, que asegura la precisa «responsividad«, la adaptabilidad a los eventos biológicos. Los receptores deben superar obstáculos de interacción y pasar ilesos por el reconocimiento del sistema inmunológico hasta que encuentren los blancos que hagan posible la entrada a las células. La falta de eficacia en la orientación suele hacer que las nanopartículas funcionalizadas se acumulen en células no deseadas y en tejidos mientras que aumentan los efectos relacionados con la toxicidad.

A tal fin, será necesario considerar la combinación racional de conocimientos relacionados con los ordenamientos estructurales de la superficie del virus para que promuevan, en contacto con el receptor, reacciones puntuales con mayor eficiencia, según indican los investigadores.

“En el CNPEM desarrollamos hace ya más de una década una plataforma para la producción de nanopartículas para aplicaciones en nanomedicina. A nuestras partículas, al igual que los virus, ha venido mutándoselas para incrementar cada vez más su eficiencia”, afirma Borba Cardoso.

 febrero 28/2021 (Dicyt)

Nota:

Responsividad o capacidad de respuesta es un concepto de informática que hace referencia a la capacidad específica de un sistema o unidad funcional para completar las tareas asignadas en un tiempo determinado. Por ejemplo, se referiría a la capacidad de un sistema de inteligencia artificial para comprender y llevar a cabo sus tareas de manera oportuna. Es uno de los criterios que caen bajo el principio de robustez. Los otros tres son observabilidad, recuperabilidad y cumplimiento de tareas.o capacidad de respuesta es un concepto de informática que hace referencia a la capacidad específica de un sistema o unidad funcional para completar las tareas asignadas en un tiempo determinado.​

“Nosotros diseñamos, a escala nanométrica, un dispositivo optomecánico que sería algo así como las cuerdas de una guitarra o de un bajo, estos tienen la capacidad de vibrar ante las frecuencias de objetos sumamente pequeños, funcionan con fotones de luz”, explica Marcel Clerc, académico del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile.

El dispositivo además mejora “la detección de señales débiles por medio de resonancia vibratoria de frecuencia sintonizable, esto puede ser valiosa para áreas como la telecomunicación, la computación cuántica como miras al desarrollo de puertas lógicas, así como para operación de memoria”, afirma.

Un instrumento que aumenta la eficiencia

Aunque ya se han estudiado dispositivos parecidos que pueden detectar señales débiles, la originalidad de este estudio es que su teoría permite desarrollarlos con frecuencias ajustables, «lo que abre nuevas posibilidades. Nuestra creación es una verdadera membrana optomecánica que además es capaz de hacer más eficiente el funcionamiento de procesos electrónicos e informáticos”, dice Clerc.

Para la construcción de la membrana los científicos trabajaron durante cuatro años, en la siguiente etapa pretenden incorporar estos dispositivos a otros elementos nanométricos y poder lograr nuevos dispositivos más flexibles.

Además de Clerc, participaron en la investigación, Avishek Chowdhury, Remy Braive y Sylvain Barbay de la Universidad de París-Sud, junto a Isabelle Robert-Philip de la Universidad de Montpellier y de la Universidad de País. Los resultados fueron publicados en la revista Nature Communications.

mayo 28/2020  (Dicyt)

Referencia Bibliográfica:
Chowdhury, A., Clerc, M. G., Barbay, S., Robert-Philip, I., & Braive, R. (2020). Weak signal enhancement by non-linear resonance control in a forced nano-electromechanical resonator. Nature Communications. m:2400 00 | https://doi.org/10.1038/s41467-020-15827-3

“La comunidad científica de todo el mundo está poniendo mucho de su parte para frenar esta pandemia. Tenemos que entender muy bien cómo funciona este virus. En esta colaboración internacional, expertos en genética molecular y virología están explotando nuestros cultivos celulares para probar tratamientos para que este virus deje de replicarse e infectar nuestras células”, asevera Núria Montserrat.

Los investigadores del IBEC trabajan en colaboración con expertos de Suecia, Canadá y Austria que trabajan intensamente estos días para validar el efecto de posibles tratamientos que puedan frenar o atenuar la capacidad del virus de replicarse en nuestro organismo.

Que expertos de todo el mundo hayan acudido ahora a los investigadores del IBEC se debe a que grupos como el que lidera Núria Montserrat son pioneros en el uso de la bioingenería para crear miniórganos que, como las vías respiratorias, también sufren el efecto de la infección.

En concreto, el grupo de Montserrat está especializado en la generación de “mini-riñones“, que son unos cultivos celulares que capturan la complejidad de este órgano.

Colaboraciones como esta ponen de manifiesto que las técnicas de bioingeniería son imprescindibles en la medicina del futuro. Hasta la fecha, la bioingeniería también ha permitido que IBEC sea pionero en el diseño de los “órganos en un chip”. Mediante micro-dispositivos los investigadores pueden proveer de manera controlada estímulos físicos y químicos que se encuentran en nuestro cuerpo. Así mismo, los órganos en un chip, llevan años demostrando su capacidad de prever la eficacia de tratamientos experimentales y reducir la experimentación con animales. Ahora, todas estas herramientas se ponen, una vez más, a disposición de la sociedad para intentar hallar soluciones a crisis provocada por el coronavirus.

El Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) es un centro de investigación, con sede en Barcelona, que lleva a cabo investigación interdisciplinaria de excelencia en la frontera de la ingeniería y las ciencias de la vida con el fin de generar nuevo conocimiento y promover soluciones para salud, integrando campos como la nanomedicina, la biofísica, la biotecnología la ingeniería de tejidos.

marzo 26/2020 (IBECBarcelona)

“Dentro de poco, los medicamentos que tomemos llevarán nuestra firma y podrán reconocer nuestras propias enfermedades”, aseguró durante la conferencia Contribución de la nanociencia a las nuevas terapias y diagnóstico médico.

El ponente explicó por qué la nanotecnología puede ser importante para la medicina, gracias a una serie de aplicaciones en las que se viene trabajando desde que se empezó a investigar en materiales y biomateriales. Destacó que el principal logro de la nanotecnología es que puede colocar estructuras como anticuerpos sobre nanopartículas, unidades inertes y biológicas que podemos introducir en el mundo de la biomedicina.

Estas nanopartículas “funcionalizadas” ofrecen numerosas aplicaciones para la mejora del diagnóstico y tratamiento médico, reduciendo tiempos, personalizando fármacos y tratamientos más efectivos y menos agresivos.

Dentro de las investigaciones que se realizan en el ámbito diagnóstico, el ponente destacó el diseño de nuevos biosensores que permiten determinados antígenos y marcadores que pueden llevar a una detección precoz de algunos tipos de cáncer y otras patologías. Otro aspecto del diagnóstico sobre el que se trabaja son las nanopartículas magnéticas que se utilizan en el campo de la tomografía por resonancia como agente de contraste.

La resonancia magnética, la técnica más potente de diagnóstico, puede mejorar gracias a estas nanopartículas capaces de detectar tumores pequeños e incipientes que pasan desapercibidos en las actuales pruebas de imagen.

Terapias y fármacos más personalizados

En cuanto a las técnicas terapéuticas, los principales esfuerzos de la nanociencia se centran en tratar de elaborar fármacos inteligentes que sean capaces de dirigirse a una determinada diana. El ponente detalló que “si se necesita un tratamiento antiinflamatorio en una determinada región del cuerpo, la idea es llevar el antiinflamatorio solo a la región donde está la inflamación en lugar de a todo el cuerpo, como ocurre ahora”.

Estos fármacos inteligentes tienen un suministro localizado, lo que disminuye los efectos adversos y lesiones que ocurren con frecuencia en tratamientos agresivos como la quimioterapia. “Con un suministro localizado en la región del tumor, el tratamiento va a ser más efectivo, porque también se van a poder administrar más dosis e ir directamente a la zona afectada”, afirmó el especialista.

Aragón, referente en nanomedicina

Tal y como destacó el catedrático, todos estos avances que se están produciendo en los laboratorios llegarán en un futuro no muy lejano a los hospitales y centros de salud, donde la nanociencia será un pilar fundamental de la práctica médica habitual. Aragón es una comunidad referente de los estudios en nanociencia y nanomedicina.

El instituto que dirige Ricardo Ibarra, creado en el 2005, es una infraestructura pionera en este campo de estudio con equipamientos punteros, como es el microscopio Titan, el más avanzado que existe.

marzo 06/2020 (Redacción Médica)

Investigadores del Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBERBBN), han desarrollado una nueva forma farmacéutica de administración subcutánea y liberación sostenida de nanopartículas dirigidas que elimina selectivamente las células madre metastáticas, induciendo un potente efecto de prevención de la metástasis.

El equipo de investigadores ha creado cuerpos de inclusión de fibras amiloides y nanoestructuradas que, cuando se administran por vía subcutánea en ratones, liberan nanopartículas citotóxicas solubles de manera continuada. Estas nanopartículas son portadoras de la exotoxina de Pseudomonas aeruginosa que consigue mantener una concentración estable de esta nanomedicina en la sangre y en los tejidos.

Este nuevo fármaco permite administrar altas dosis, en intervalos prolongados y sin toxicidad mientras genera un potente efecto antimetastático.

El estudio, publicado en Advanced Materials, ha sido realizado por el grupo de Antonio Villaverde y Esther Vázquez, del Instituto de Biotecnológia y Biomedicina de la Universidad Autónoma de Barcelona (IBB), y liderado por Ramón Mangues, del Instituto de Recerca de l’Hospital de la Santa Creu i Sant Pau – IIB Sant Pau.

Mangues explica que esta nueva forma farmacéutica de administración subcutánea para liberación sostenida permite administrar altas dosis de este nanofármaco, en intervalos prolongados (semanas en ratones y probablemente meses en humanos), sin toxicidad en el punto de inyección o en los tejidos normales, mientras genera un potente efecto antimetastático.

El desarrollo del fármaco para su administración en humanos reduciría la necesidad de inyectar dosis frecuentes, por vía intravenosa, de los fármacos antitumorales citotóxicos actuales, lo que requiere hospitalización, añade el investigador del IIB Sant Pau.

A parte de ser sistemas de liberación controlada, estas nanopartículas incorporan un ligando que interacciona con el receptor (CXCR4), presente en niveles elevados en la membrana de las células madre metastásicas capaces de generar metástasis (CMM CXCR4+).

Una vez administrada subcutáneamente la nueva forma farmacéutica en ratones con cáncer colorrectal metastático, este ligando dirige cada nanopartícula liberada por esta estructura hacia los tejidos tumorales, aumentando su captación, para internalizar específicamente en las CMM CXCR4+ e inducir su destrucción selectiva.

Este efecto consigue una reducción notable del tamaño del tumor en el colon a la vez que bloquea el desarrollo de metástasis en los ganglios linfáticos, el pulmón, el hígado y el peritoneo, sin captación ni toxicidad apreciable en tejidos no tumorales, explican los investigadores, que colaboran estrechamente desde hace más de una década.

Utilizado en 23 tipos de cáncer

Los autores estiman que esta nueva estrategia terapéutica tendrá un elevado impacto clínico al reducir el requerimiento de su administración hospitalaria, que tienen la mayoría de los fármacos antitumorales, y bloquear la diseminación metastática, dando respuesta a una necesidad clínica no cubierta.

La nueva terapia ofrece una respuesta a la necesidad de inhibir las metástasis, la principal causa de muerte en cáncer.

Por otra parte, esta nueva forma farmacéutica, que combina la liberación sostenida con el direccionamiento al receptor CXCR4, podría ser utilizada en el tratamiento de, como mínimo, 23 tipos de cáncer que también expresan altos niveles de este receptor en las células tumorales.

La nueva terapia ofrece una respuesta a la necesidad médica de inhibir el desarrollo de las metástasis, que representa la principal causa de muerte en pacientes con cáncer.

Según los investigadores, la destrucción selectiva de las células tumorales y metastáticas aumenta el índice terapéutico, obteniendo un potente efecto antimetastático sin generar efectos adversos, lo que la diferencia de la mayoría de los fármacos antitumorales usados actualmente.

febrero 17/2020 (SINC)

Desde hace catorce años, el grupo de Pere Santamaría, en el Instituto de Investigaciones Biomédicas August Pi i Sunyer (Idibaps), en Barcelona, junto a científicos de la Universidad de Calgary, trabaja en una nueva clase de fármacos basados en nanopartículas recubiertas por determinados antígenos a su vez reconocidos por los linfocitos T que dañan al páncreas. En esencia, la inyección sistémica intravenosa de esas nanomedicinas consigue actuar solo sobre los linfocitos causantes de la enfermedad, de forma que los reprograman para que induzcan tolerancia específica que bloquee el ataque autoinmune a las células pancreáticas productoras de insulina; en resumen, corrigen el error del sistema inmune cuando decide atacar de forma anómala a los propios órganos o tejidos.

Como ha expuesto Santamaría a DM, “estas nanomedicinas pueden diseñarse de forma específica para diferentes enfermedades autoinmunes, además de la diabetes tipo 1, cambiando los péptidos que se expresan en el tejido atacado”. De hecho, las han estudiado en modelos experimentales de artritis reumatoide, esclerosis múltiple (EM), enfermedad inflamatoria intestinal, enfermedad autoinmune hepática, “y en todos ellos han funcionado”.
A través de la spin-off de la Universidad de Calgary, Parvus Therapeutics, estos investigadores ultiman el salto a la clínica, con un próximo inicio de ensayos, si bien Santamaría no oculta la ardua labor necesaria para el desarrollo de un fármaco first-in-class. “Estos agentes terapéuticos funcionarían en los pacientes cuando la enfermedad ha debutado. Son capaces de suprimir por completo la patología, sin el riesgo de afectar a la capacidad protectora del sistema inmunitario frente a infecciones o cáncer. No obstante, el daño que se haya causado en el tejido pancreático no se revierte. Lo que no sabemos es si los pacientes en los que se logre suprimir la inflamación serán capaces de regenerar células beta a lo largo del tiempo. Si se actúa de forma ágil, en el inicio de la enfermedad, sí habría oportunidades para recuperar la actividad funcional del páncreas”.

Las nanomedicinas pueden diseñarse de forma específica para revertir diferentes patologías autoinmunes, como la EM y la artritis

En esa recuperación funcional podrían ser de gran ayuda estrategias de la medicina regenerativa, como la basada en el trasplante de células productoras de insulina. Rosa Gasa, también investigadora del Idibaps, ha presentado en el congreso un protocolo de transdiferenciación para generar células productoras de insulina (similares a las células beta pancreáticas) a partir de fibroblastos humanos. Este abordaje, a su juicio, “tiene implicaciones clínicas muy interesantes, ya que abre la posibilidad de realizar autotrasplantes de células productoras de insulina generadas a partir de una biopsia de piel del propio paciente”. Una de las ventajas, ha indicado Gasa, es que “no se necesita tratamiento immunosupresor para evitar el rechazo del injerto”.

Reprogramación directa
Además, se está evaluando la posibilidad de reprogramar los fibroblastos directamente, sin convertirlos primero en una célula pluripotente (similar a las células madre embrionarias), ya que, de esta manera, se evitaría el riesgo de formación de tumores ligado a la pluripotencia.

Para la científica del Idibaps, “esta línea de trabajo puede suponer el punto de partida para el desarrollo de protocolos de transdiferenciación hacia células productoras de insulina a partir de células adultas de fácil obtención”, convirtiéndose así en una vía alternativa a la producción de células beta a partir de células madre.

Probablemente, un futuro tratamiento de la DM1 consistirá en una terapia combinada de estas dos aproximaciones, junto con la del abordaje propuesto también en el congreso por Benoit Gauthier, investigador principal del Departamento de Regeneración y Terapia Celular del Centro Andaluz de Biología Molecular & Medicina Regenerativa. La apuesta del grupo de Gauthier consiste en la reeducación del sistema inmune y en promover mecanismos de “transregeneración” para restablecer la población de células beta secretoras de insulina; a su juicio, “las terapias factibles y con potencial éxito para la DM1 requieren este abordaje simultáneo”. En este sentido, se considera clave la activación del receptor homólogo hepático 1 (LRH-1) con un agonista, lo que facilitaría el “diálogo” entre el sistema inmune y los islotes pancreáticos, permitiendo alcanzar ambos objetivos: recuperar con éxito la tolerancia inmunológica y la restauración de una masa funcional de células beta pancreáticas.

Se trata, en definitiva, de transformar un entorno destructor de células inmunitarias proinflamatorias en un entorno antiinflamatorio que facilite la supervivencia de células beta y estimule su regeneración. La activación del LRH-1 sería, por lo tanto, la diana de nuevos agentes terapéuticos inmunorregenerativos para la DM1, una clase de fármacos sin precedentes. En los trabajos de Gauthier se ha identificado al LRH-1 (también conocido como NR5A2) como un objetivo farmacológico que permite (tanto in vitro como in vivo) restaurar el control glucémico en varios modelos de ratón de DM1 y mejorar la supervivencia de los islotes humanos. De hecho, “es factible el desarrollo de agonistas de LRH-1 de segunda generación más potentes y estables que se pueden administrar por vía oral en lugar de inyecciones diarias intraperitoneales”.

Para el investigador, “tarde o temprano llegará la cura para la DM1. Nosotros tenemos ese sueño, compartido por asociaciones de pacientes y familiares, con los que tenemos el compromiso de trabajar para lograrlo”.

Situación de la diabetes tipo 1 en España
Uno de cada diez casos de diabetes en España es de tipo 1. Según estimaciones de un estudio presentado en la reunión y que describe la situación actual de esta enfermedad y su manejo, la edad media en el momento del diagnóstico es de 4,9 años en la población pediátrica y de 19,3 años, en adultos. El trabajo, coordinado por Fernando Gómez Peralta, del Hospital General de Segovia, también aporta datos sobre el tratamiento con insulina, que revelan que un 75% de la población global estaba en un régimen de tratamiento insulínico basal-bolo y un 20 % con bomba de insulina.

mayo 05/ 2019 (Diario Médico)

Científicos del Grupo de Direccionamiento y Liberación Farmacológica del CIBBIM-Nanomedicine del VHIR logran mejorar la eficacia del tratamiento convencional atacando a las células madre cancerígenas.

Investigadores del Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR) han diseñado un sistema para identificar las células madre cancerígenas más resistentes al tratamiento y abordarlas con nanomedicinas terapéuticas dirigidas en casos de cáncer de mama y de colon, los dos tumores más frecuentes. Este método, publicado en la revista Nanomedicine: NBM, ha permitido identificar estas células a través de un método de detección por fluorescencia y enviar el tratamiento directamente a sus receptores.

Los científicos, pertenecientes al Grupo de Direccionamiento y Liberación Farmacológica del CIBBIM-Nanomedicine del VHIR, han conseguido mejorar la eficacia del tratamiento convencional atacando a las células madre cancerígenas, una población minoritaria de células que se encuentran en los tumores, pero que tienen la capacidad de sobrevivir prácticamente en cualquier parte del cuerpo.

Las células madre cancerígenas son muy agresivas, no responden a la mayoría de terapias convencionales contra el cáncer y son las responsables de las metástasis porque tienen una gran capacidad para migrar, invadir e impedir los mecanismos de muerte celular.

Una de las principales dificultades a la hora de actuar directamente contra estas células es distinguirlas del resto de células del tumor, como ha explicado el investigador principal del estudio, Simó Schwartz Jr.

Schwartz ha explicado que han conseguido alterarlas genéticamente para emitir una luz que las diferencia del resto: «Con este nuevo sistema de fluorescencia podemos aislar y estudiar las células madre cancerígenas con facilidad, lo que nos permite identificar nuevos biomarcadores y probar terapias o mejorar las actuales».

El grupo del científico está especializado en el uso de la nanotecnología para mejorar los tratamientos contra enfermedades como el cáncer y su diagnóstico. Tras identificar las células madre tumorales, los investigadores del VHIR, en colaboración con otros investigadores de la Universidad de Lisboa, probaron ‘in vitro’ la efectividad de las nanomedicinas en modelos de cáncer de colon y mama.

Escogieron muestras tumorales de estos dos tipos de cáncer porque son con las que trabajan en el laboratorio y conocen los receptores específicos de las células madre.

Nanoconjugados dirigidos

«Hemos demostrado que si administramos las terapias convencionales contra el cáncer de mama y de colon en forma de nanoconjugados dirigidos, el tratamiento es más eficaz y podemos eliminar las células madre cancerígenas que acostumbran a ser resistentes a la quimioterapia», ha añadido.

El siguiente reto será demostrar la eficacia de las nanomedicinas en modelos in vivo, en los cuales también se puede aplicar el nuevo método de identificación de las células madre agresivas.

noviembre 07/ 2015 (JANO)

En un comunicado, la científica explicó que la nanomedicina actúa con moléculas un millón de veces más pequeñas que un milímetro, las cuales se colocan directamente en la zona dañada.

López Goerne indicó que su diminuto tamaño les permite pasar a través de las barreras celulares y nucleares para actuar de forma directa sobre el ADN maligno y así atacar las partículas malignas al respetar las que son sanas.

Mientras que en la medicina conocida como clásica, una vez ingerido el fármaco va al hígado, luego al estómago, los riñones, se desecha cierta parte y finalmente entra al torrente sanguíneo, que es el encargado de llevarlo hasta zona dañada de nuestro cuerpo, explicó.

Bajo este procedimiento es que López Goerne y su equipo lograron curar el pie diabético y esperan que suceda lo mismo con pacientes con glioblastoma multiforme, el tumor cerebral maligno más agresivo.

Además los científicos desarrollaron tratamientos para otros tipos de cáncer como el de hígado, el de colon y el de vejiga, así como para fibrosis pulmonar y el virus del papiloma humano (VPH), causante del cáncer cervicouterino.

La UAM destacó en el texto la labor que hace López Goerne no solo en el campo de la investigación sino en el social, ya que su equipo de trabajo brinda atención gratuita a quienes padecen pie diabético.

El tratamiento no tiene costo siempre y cuando el médico tratante del paciente lo apruebe y éste último disponga de instalaciones donde puedan realizarle las intervenciones ambulatorias requeridas, agregó la especialista.
abril 23/2015  (Notimex)

Tomado del Boletín de Prensa Latina Copyright 2015 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Se lleva a cabo a través de varios tipos de autoanticuerpos. Mejorará los programas de cribado y reducirá algunas colonoscopias.
Así lo ha avanzado Laura Lechuga, profesora de investigación del CSIC y responsable del Grupo de Nanobiosensores y Aplicaciones Bioanalíticas del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología.

La localización de autoanticuerpos que se generan en respuesta a antígenos segregados por las células adelanta la detección tumoral en varios años
“La contribución de la nanomedicina se produce a través de diversas áreas como la utilización de nanopartículas para la destrucción selectiva de células cancerosas o la mejora en la resolución de las técnicas de imagen, expresó Lechuga.

Otra línea de progreso es la relacionada con el diseño de nanobiosensores, una de las líneas de investigación de su laboratorio, para desarrollar biosensores ópticos en los que se depositan receptores específicos frente a determinados biomarcadores como anticuerpos, antígenos o micro-ARN. «Esta técnica nos permite identificar un proceso tumoral en menos tiempo y en estadio temprano; de hecho, buscamos que sea efectivo en tiempo real, con menos coste y lectura directa, sin necesidad de marcadores fluorescentes frente a procedimientos convencionales».

Precisamente su laboratorio está trabajando en el desarrollo de un biosensor para el diagnóstico precoz del cáncer de colon, a través de la localización en suero de cuatro tipos de autoanticuerpos que se generan en respuesta a antígenos segregados por las células cancerosas y que » permitiría adelantar varios años la detección de esta enfermedad, sin necesidad de realización de colonoscopia, con la posibilidad de mejorar los programas de cribado en población más vulnerable».

Otra línea está relacionada con biomarcadores de micro-ARN en cáncer de próstata y de vejiga, pero «aplicables en otros tipos de tumores o enfermedades. Basta con que los clínicos nos digan qué biomarcadores tenemos que buscar, en qué fluido y en qué cantidades». Estos biomarcadores de ARN o proteicos podrían ser útiles no solo en el diagnóstico sino también en el seguimiento de los pacientes, «para ver si el tratamiento ha sido efectivo o no y en qué medida».

La detección y cuantificación de bacterias de manera directa y en un tiempo mínimo es otra de las líneas maestras, así como la «determinación de su posible resistencia a antibióticos».

También a las técnicas de hipertermia para aumentar la temperatura de las nanopartículas que previamente han penetrado en las células cancerosas por estar estas más irrigadas, generando un campo magnético o acústico, y provocando un calentamiento local de las nanopartículas por la vibración ocasionada, propiciando así una destrucción selectiva de las células tumorales que previamente las habían captado. Esta técnica  tiene resultados prometedores sobre todo para tumores sólidos,  refirió  Lechuga.

diciembre 5 / 2014  (Diario Médico)

En este caso la heparina tendría un doble papel como antipalúdico y como elemento de focalización de las nanopartículas cargadas con fármacos que actuarían al unirse a los glóbulos rojos infectados. Este estudio, llevado a cabo por investigadores del CRESIB, centro de investigación de ISGlobal, del Instituto de Bioingeniería de Catalunya (IBEC) y de la Universitat de Barcelona, ha sido publicado en la revista Nanomedicine.(doi: 10.1016/j.nano.2014.06.002. 2014 Jun 15)

La heparina, adsorbida electrostáticamente sobre los liposomas con carga positiva y cargados con primaquina (un medicamento antipalúdico), fue capaz de triplicar la actividad en cultivos de P. falciparum del fármaco encapsulado. En concentraciones inferiores a las que inducen anticoagulación de la sangre de ratón in vivo, la actividad parasiticida resultó ser la suma de las actividades separadas de heparina libre como antipalúdico y de heparina unida al liposoma como elemento vectorizador para la primaquina encapsulada.

Los científicos observaron mediante imágenes de fluorescencia confocal y de microscopía electrónica que al cabo de 30 minutos de haber tratado glóbulos rojos infectados por Plasmodium con heparina, esta había penetrado los parásitos intracelulares.

Xavier Fernández-Busquets, investigador ISGlobal e IBEC y coordinador del estudio, comenta que “estos resultados abren la puerta a mejorar el tratamiento con heparina contra el paludismo  debido a su actividad aditiva como fármaco y como elemento vectorizador específico de otros antipalúdicos; sin embargo, será necesario realizar más investigación a nivel clínico para comprobar el papel de la heparina en pacientes infectados por Plasmodium”.
julio 4/2014 (SNIC)

Marques J, Moles E, Urbán P, Prohens R, Busquets MA, Fernàndez-Busquets X. Application of heparin as a dual agent with antimalarial and liposome targeting activities towards Plasmodium-infected red blood cells. Nanomedicine. 2014 Jun 15.

Washington, septiembre 19/2010 (PL)