La metástasis tumoral, la recurrencia y la resistencia terapéutica son las principales razones del fracaso del tratamiento clínico del cáncer.

Los estudios han descubierto que la presencia de células madre cancerosas (CSC) con características de células madre en tumores malignos es un factor clave que conduce a los resultados indeseables mencionados anteriormente.

Sin embargo, las estrategias actuales con fármacos moleculares tradicionales para combatir las CSCs tienen limitaciones significativas, como la insatisfactoria eficacia in vivo para suprimir la capacidad de generar células madre y la falta de una potente acción letal específica para el tumor, lo que da lugar a la presencia de un gran número de células tumorales que pueden convertirse en CSCs a través de la transición epitelio-mesénquima (EMT).

Aunque se ha informado de algunos métodos combinados que utilizan diferentes fármacos/terapias para combatir simultáneamente las CSCs e inhibir las células tumorales, los complicados procedimientos y los inevitables efectos secundarios plantearán importantes desafíos para las aplicaciones terapéuticas prácticas.

Por lo tanto, se espera que el desarrollo de nuevas estrategias eficaces que puedan diferenciar las CSCs y matar simultáneamente las células tumorales permita lograr un tratamiento tumoral eficiente y abordar los problemas de la recurrencia y la metástasis del tumor.

Para resolver estos desafíos, el Dr. Yufang Zhu, el Dr. Chengtie Wu y el Dr. Jianlin Shi (Instituto de Cerámica de Shanghái, Academia China de Ciencias) desarrollaron en este estudio una nanomedicina de coordinación (ZnDHT NM) que presenta una captura específica en cascada de Fe3+ y una catálisis in situ principalmente mediante ácido 2,5-dihidroxiterftálico (DHT) que forma complejos con Zn2+.

La investigación se ha publicado en la revista National Science Review.

Los resultados de las pruebas de rendimiento y los cálculos teóricos mostraron que, debido a la mayor fuerza de unión de las moléculas de DHT al Fe3+ en comparación con otros iones metálicos, la nanomedicina ZnDHT puede capturar específicamente el Fe3+ en el entorno, promover la generación catalítica de especies reactivas de oxígeno (ROS) formando in situ una conformación hexacoordinada de Fe-DHT con mayor reducibilidad, y liberar Zn2+ del esqueleto.

Por un lado, el NM ZnDHT puede agotar el Fe en el microambiente tumoral y promover la producción intracelular de ROS, lo que resulta en la promoción sinérgica de la diferenciación de CSC y la inhibición de la EMT al bloquear por separado la vía de señalización Wnt e inducir la activación de FoxO3.

Por otro lado, el ZnDHT NM puede liberar Zn2+, que inactiva la glutatión reductasa (GR) y regula a la baja el glutatión (GSH) en las células tumorales, y combinarse con la producción selectiva de ROS para intervenir en la homeostasis redox de las células tumorales, activando sus vías de apoptosis/ferroptosis.

Además, en los experimentos in vivo, los investigadores descubrieron que este NM de ZnDHT, que puede tratar simultáneamente las CSCs y las células tumorales, inhibía eficazmente el crecimiento de tumores de mama ortotópicos triple negativos y poseía el efecto de inhibir la recurrencia postoperatoria y la metástasis del tumor.

«Este estudio presenta una perspectiva innovadora para establecer nanomedicamentos bioseguros que evoquen mecanismos terapéuticos eficaces contra las CSCs y las células tumorales a granel simultáneamente mediante la modulación de sustancias endógenas, lo cual es muy alentador para el diseño de nanomedicamentos contra el cáncer y futuras terapias tumorales», afirma Yufang Zhu.

Fuente: Science China Press