Los investigadores de la Universidad de Toronto Engineering han descubierto un umbral de dosis que aumenta enormemente el suministro de medicamentos contra el cáncer en un tumor.

La determinación de este umbral proporciona un método potencialmente universal para medir la dosis de nanopartículas y podría ayudar a avanzar en una nueva generación de terapia del cáncer, de imágenes y de diagnósticos.

"Es una solución muy sencilla, ajustando la dosis, pero los resultados son muy potentes", dice el candidato a doctor en medicina y doctorado Ben Ouyang, que dirigió la investigación bajo la supervisión del profesor Warren Chan.

Sus conclusiones se han publicado hoy en Nature Materials, aportando soluciones a un problema de suministro de drogas que Chan y los investigadores plantearon hace cuatro años en Nature Reviews Materials.

Los portadores de nanotecnología se utilizan para entregar los medicamentos en los lugares donde hay cáncer, lo que a su vez puede ayudar a la respuesta del paciente al tratamiento y reducir los efectos secundarios adversos, como la caída del cabello y los vómitos.

Sin embargo, en la práctica, pocas partículas inyectadas llegan al sitio del tumor.

En el artículo de Nature Reviews Materials, el equipo estudió la literatura de la última década y encontró que, en promedio, sólo el 0,7% de las nanopartículas quimioterapéuticas lo convierten en un tumor objetivo.

"La promesa de las terapias emergentes depende de nuestra capacidad de llevarlas al sitio objetivo", explica Chan. "Hemos descubierto un nuevo principio para mejorar el proceso de entrega. Esto podría ser importante para la nanotecnología, los editores de genoma, la inmunoterapia y otras tecnologías".

El equipo de Chan vio el hígado, que filtra la sangre, como la mayor barrera para la entrega de medicamentos de nanopartículas.

Hicieron la hipótesis de que el hígado tendría un umbral de absorción, en otras palabras, una vez que el órgano se satura de nanopartículas, no sería capaz de mantenerse al día con dosis más altas.

Su solución fue manipular la dosis para abrumar las células Kupffer filtrantes del órgano, que recubren los canales del hígado.

Los investigadores descubrieron que inyectar una línea base de 1 billón de nanopartículas en ratones, in vivo, era suficiente para abrumar a las células para que no pudieran absorber las partículas lo suficientemente rápido para mantenerse al día con las dosis incrementadas.

El resultado es un 12 por ciento de eficiencia en la entrega al tumor.

"Todavía queda mucho trabajo por hacer para aumentar el 12 por ciento, pero es un gran paso desde el 0,7", dice Ouyang.

Los investigadores también examinaron exhaustivamente si las abrumadoras células de Kupffer conducían a algún riesgo de toxicidad en el hígado, el corazón o la sangre.

"Probamos el oro, el sílice y los liposomas", dice Ouyang. "En todos nuestros estudios, no importa cuán alta fuera la dosis, nunca vimos ningún signo de toxicidad".

El equipo utilizó este principio de umbral para mejorar la eficacia de una nanopartícula clínicamente usada y cargada de quimioterapia llamada Caelyx.

Su estrategia redujo los tumores un 60 por ciento más en comparación con el Caelyx por sí solo a una dosis fija de la droga de quimioterapia, la doxorubicina.

Dado que la solución de los investigadores es sencilla, esperan que el umbral tenga implicaciones positivas incluso en las actuales convenciones de dosificación de nanopartículas para ensayos clínicos en humanos.

Calculan que el umbral humano sería de alrededor de 1,5 cuatrillones de nanopartículas.

"Este método es simple y revela que no tenemos que rediseñar las nanopartículas para mejorar la administración", dice Chan. "Esto podría superar un gran problema de entrega".

Fuente: University of Toronto Faculty of Applied Science and Engineering