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Noticia
La nanotecnologa ofrece esperanza de una vacunacin personalizada para el tratamiento del cncer 17 de Octubre del 2020
 

Uno de los desafos clave en el desarrollo de tratamientos contra el cncer dirigidos y eficaces es la heterogeneidad de las propias clulas cancerosas. Esta variacin dificulta que el sistema inmunolgico reconozca, responda y luche activamente contra los tumores. Ahora, sin embargo, los nuevos avances en nanotecnologa estn haciendo posible ofrecer vacunas personalizadas y dirigidas para tratar el cncer.

Un nuevo estudio, publicado en Science Advances, demuestra el uso de estructuras metal-orgnicas cargadas a nanoescala para generar radicales libres utilizando rayos X dentro del tejido tumoral para matar las clulas cancerosas directamente.

Adems, se pueden usar los mismos marcos para administrar molculas de sealizacin inmunolgica conocidas como PAMP para activar la respuesta inmunitaria contra las clulas tumorales. Al combinar estos dos enfoques en una vacuna de fcil administracin, esta nueva tecnologa puede proporcionar la clave para un mejor tratamiento local y sistmico de cnceres difciles de tratar.

En una colaboracin entre el Grupo Lin, del Departamento de Qumica de la Universidad de Chicago, y el Laboratorio Weichselbaum de la Universidad de Medicina de Chicago, el equipo de investigacin combin los conocimientos de la qumica inorgnica y la biologa del cncer para hacer frente al difcil problema de orientar adecuadamente y activar una respuesta inmunolgica innata contra el cncer.

Este trabajo aprovech las propiedades nicas de los marcos metal-orgnicos a nanoescala, o nMOFs. Estos marcos son estructuras a nanoescala construidas de unidades repetidas en una formacin de red que son capaces de infiltrar tumores.

Estos nMOF se pueden irradiar con rayos X para generar altas concentraciones de radicales libres de oxgeno, matando las clulas cancerosas directamente y produciendo antgenos y molculas inflamatorias que ayudan al sistema inmunolgico a reconocer y limpiar las clulas cancerosas, como una vacuna.

Su estructura enrejada tambin hace que los nMOF sean transportadores ideales para administrar medicamentos contra el cncer directamente a los tumores. Sin embargo, hasta ahora ha sido difcil activar las respuestas inmunitarias innatas y adaptativas necesarias para eliminar los tumores cancerosos.

En este nuevo estudio, los investigadores afinaron an ms su enfoque. Esta vez, generaron un nuevo tipo de estructura de nMOF que podra cargarse con frmacos conocidos como patrones moleculares asociados a patgenos o PAMP.

Ahora bien, cuando los nMOF se aplicaron a tumores cancerosos, la irradiacin del tejido tuvo un doble efecto. En primer lugar, desencaden que los nMOF mataran las clulas cancerosas locales para producir antgenos contra el tumor y liber los PAMP, que luego desencadenaron una activacin mucho ms fuerte de la respuesta inmunolgica a los antgenos del tumor. Este golpe uno-dos fue capaz de matar tanto las clulas cancerosas del colon como las del pncreas con gran eficacia, incluso en modelos tumorales muy resistentes a otros tipos de inmunoterapia.

Los investigadores vieron que podan extender los efectos de los nMOF incluso a tumores distantes con la aplicacin de inhibidores de puntos de control. Esta situacin brinda una nueva esperanza para el tratamiento del cncer tanto local como sistmicamente con este enfoque.

Al incluir la administracin de PAMP con los nMOF, esta es la primera vez que pudimos mejorar realmente la respuesta inmune a los antgenos, explica el autor principal Wenbin Lin, profesor de qumica James Franck e investigador principal de inmunologa tumoral en el Centro de Cncer Ludwig en UChicago.

Esto es completamente diferente de todos nuestros estudios anteriores. Hemos demostrado que los nMOF ms los PAMP pueden afectar todos los aspectos necesarios para activar el sistema inmunolgico. Podemos usar esta nanoformulacin para permitir vacunas personalizadas contra el cncer que funcionarn en cualquier paciente. Esta estrategia no estar sujeta a la heterogeneidad que vemos entre los diferentes pacientes.

Los efectos del tratamiento fueron tan pronunciados que los investigadores estn ansiosos por llevar la tecnologa a ensayos clnicos, donde ya se estn probando otras versiones de la tecnologa nMOF, con resultados prometedores hasta ahora.

La brillantez de este sistema es doble, destaca el coautor Ralph Weichselbaum, profesor de Servicio Distinguido Daniel K. Ludwig de Radiacin y Oncologa Celular y Presidente del Departamento de Radiacin y Oncologa Celular de UChicago.

En primer lugar, puede mejorar el control de tumores locales al aumentar el poder de destruccin de los rayos X. No obstante, ha habido inters en utilizar radiacin para estimular la respuesta inmunitaria para combatir el cncer, ha resultado ser ms difcil de lo que pensbamos. En este caso, los nMOF son capaces de activar los sistemas inmunitarios innato y adaptativo. Esto hace que esta tecnologa sea muy prometedora para el tratamiento del cncer en la clnica.

Ya mirando hacia los prximos pasos, los investigadores estn trabajando para perfeccionar la tecnologa. Estamos refinando el diseo del nMOF y su entrega de los PAMP, en preparacin para probarlo en humanos. Realmente estamos trabajando para acercarnos a la mejor formulacin para poder llevarla a ensayos clnicos , ha avanzado Lin.

El equipo atribuye a la naturaleza interdisciplinaria y de colaboracin de la UChicago y el campus Hyde Park de la Universidad de Medicina de Chicago la creacin de un espacio donde la qumica y la biologa del cncer se han combinado para producir una terapia potencial tan prometedora, as como el apoyo que han recibido de Ludwig Cancer Research a lo largo del camino.

 

 

 
     
 
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