Se ha demostrado que las nanosondas diminutas son eficaces para administrar medicamentos contra el cáncer de manera más directa a las células tumorales, mitigando el daño a las células sanas cercanas, y la investigación de la Universidad de Purdue ha demostrado que las nanosondas llevan los medicamentos a los compartimentos celulares correctos.
El profesor Joseph Irudayaraj y el estudiante graduado Jiji Chen, ambos del Departamento de Ingeniería Agrícola y Biológica, descubrieron que las nanosondas, o nanobarras, cuando se recubren con el medicamento contra el cáncer de mama Herceptin, llegan a los endosomas de las células, imitando la entrega de la droga por sí solo. Los endosomas realizan una función de clasificación para entregar medicamentos y otras sustancias a los lugares apropiados.
"Hemos demostrado la capacidad de rastrear estas nanopartículas en diferentes compartimentos celulares de células vivas y mostrar dónde se acumulan cuantitativamente", dijo Irudayaraj, cuyos resultados se publicaron en línea en la revista ACS Nano. "Nuestros métodos nos permitirán calcular las cantidades de un fármaco necesarias para tratar una célula cancerosa porque ahora sabemos cómo se distribuyen estas nanopartículas a las diferentes partes de la célula".
Las nanosondas, que son unas 1000 veces más pequeñas que el diámetro de un cabello humano, están hechas de oro y partículas magnéticas. Una máquina de resonancia magnética puede rastrear las porciones magnéticas de las nanosondas, mientras que un proceso de microscopía más sensible puede detectar el oro.
Las nanosondas se insertaron en células tumorales humanas vivas durante las pruebas de laboratorio. Usando marcadores fluorescentes para diferenciar orgánulos o subunidades de células, el grupo de Irudayaraj pudo determinar la cantidad de nanosondas que se acumulan en los endosomas, lisosomas y membranas de esas células.
Los tratamientos contra el cáncer suelen utilizar altas concentraciones de fármacos que dañan las células sanas cercanas al tumor. Mientras que Herceptin se siente atraído por las proteínas de la superficie de las células de cáncer de mama y se adhiere a ellas, las células sanas circundantes absorben algunos de los fármacos quimioterapéuticos a través de la ingesta fluídica normal.
Irudayaraj dijo que atacar solo las células tumorales con nanosondas requeriría menos medicamentos y mitigaría los efectos secundarios de los medicamentos de quimioterapia contra el cáncer.
"Cada nanopartícula actúa como un repartidor de un paquete de correo, o dosis, del fármaco directamente al lugar apropiado", dijo Irudayaraj.
En las pruebas de laboratorio de Irudayaraj, los endosomas recibieron la mayor parte de los nanorods que contenían Herceptin. Los lisosomas, que actúan como unidades de recolección de basura en las células y dificultan la eficacia de un fármaco, recibieron una menor concentración de nanorods.
Irudayaraj dijo que esos porcentajes son similares a cómo las células distribuyen los medicamentos a través de los tratamientos tradicionales.
Irudayaraj luego intentará unir múltiples fármacos a una nanopartícula y rastrear su distribución dentro de las células. También quiere determinar el momento en que se libera un fármaco de las nanosondas después de adherirse a las células tumorales.
La investigación fue financiada a través de una subvención Trask y la Purdue Research Foundation.
