Nanotransportadores contra las celulas cancerigenas.

(Los acentos fueron obviados por cuestiones tecnicas)

Actualmente se sabe que son varios los factores que influyen en la eficacia de un medicamento. Muchas investigaciones estan orientadas no solo a mejorar la acumulacion de tejido sino tambien a diseñar medicamentos especificos cuyas moleculas sean mas selectivas y eficaces. La habilidad de ciertas nanoparticulas a dirigirse hacia celulas cancerigenas especificas es una de las principales razones por las cuales las nanoparticulas estan siendo consideradas como un prometedor vehiculo de medicina. Esto permitiria aumentar la cantidad y la eficacia de los agentes anticancerigenos que actuen sobre las celulas cancerigenas, a la vez que evitaria el ataque sobre las celulas sanas. Los investigadores esperan aumentar la eficacia de las terapias y minimizar los efectos secundarios. Ahora, un equipo cientifico ha dado un paso mas en el enfoque de la actividad destructora celular de una medicina hacia las celulas tumorales.

Volkmar Weissig, profesor asociado de Farmacia en el Colegio de Farmacia Glendale de la Midwestern Univerity, explica que los esfuerzos dirigidos a conducir las medicinas a organos, tejidos y celulas especificos datan de finales de los 70. Gregory Gregoriadis hablaba entonces del enorme potencial de los liposomas como una droga coloidal y mensajeros de ADN para aplicaciones biomedicas en unos articulos de 1976 en el New England Journal of Medicine, tres decadas antes de que el termino "nano" comenzara a remplazar el termino "coloidal" en la literatura farmaceutica. Durando los 80 y principios de los 90 la medicina ha generado multiples y polemicas cuestiones relacionadas con la aplicacion de nanoparticulas en el cuerpo, tales como la biocompatibilidad, la biodegradabilidad, la biodistribucion, la toxicidad, la modificacion superficial y la encapsulacion, retencion y liberacion de la medicina. Estas cuestiones han sido mayoritariamente resueltas por la tecnologia liposomica, con la culminacion en 1995 de Doxil® (doxorubicina liposomal encapsulada) como la primera nanomedicina aprobada por la FDA (Administracion de Alimentos y Medicinas de EEUU).

Sin embargo, a pesar del progreso en la utilizacion de nanotransportadores para aumentar la acumulacion de tejido de moleculas medicinales con el fin de mejorar la eficacia y reducir los efectos secundarios indeseados, la exitosa seleccion del objetivo subcelular de determinada medicina solo ha obtenido un amplio reconocimiento recientemente. Muchas medicinas tienen como objetivo elementos internos de la celula, incluso una mitocondria o un lisosoma. Esto significa que para aumentar sustancialmente la eficacia de tal nivel de actuacion intracelular no solo deben las medicinas ser conducidas a determinados organos, tejidos o celulas, sino tambien a objetivos intracelulares como la matriz mitocondrial, la cual esta rodeada de dos membranas celulares. Y es esta fijacion del objetivo intracelular especifico la nueva frontera del transporte medicinal.

En un articulo en Nano Letters que puede consultarse en este enlace, Weissig y sus anteriores colegas de Northeastern University han demostrado que los nanotransportadores farmaceuticos pueden fijar su objetivo en compartimentos intracelulares. Segun Weissig, estos nanotransportadores ofrecen un beneficio significativo al llevar la medicina hacia determinados elementos subcelulares sin necesidad de modificar la molecula medicinal, lo cual ademas potencia la eficacia de las terapias que luchan contra disfunciones de elementos -u organos- intracelulares. El equipo de Wissig ha desarrollado una lipido-nanoparticula y han decorado su superficie con una molecula conocida como triphenylphosphonium cation, la cual es conocida por ser absorbida especificamente por la mitocondria, el organo celular que produce energia. Los cientificos han cargado esta particula con ceramida, una medicina que crea agujeros en la membrana de la mitocondria, lo que desencadena la muerte celular en un proceso llamado apoptosis. Tambien se ha observado que la ceramida funciona en colaboracion con otros agentes anticancerigenos para debilitar la multirresistencia que oponen muchos tumores. A partir de esta formulacion, Weissig y su equipo observaron que las celulas objetivo -y solo las celulas objetivo- tratadas en cultivo acumularon ceramida en sus mitocondrias. Es mas, descubrieron que solo las nanoparticulas correspondientes llevaron ceramida a la mitocondria y desencadenaron la apoptosis. Las nanoparticulas no objetivo cargadas con ceramida, asi como la ceramida libre no se acumularon en la mitocondria ni desencadenaron su apoptosis.

A mediados de los 90 Weissig se encontraba examinando medicinas por su habilidad de inhibir la enzima que por aquel entonces era aun presunto agente causante de la malaria. Al intentar realizar una formula medicinal almacenable se dio cuenta de que formaba pequeñas vesiculas como cuando los fosfolipidos forman liposomas. En otras palabras, descubrio nanotransportadores compuestos de moleculas con gran afinidad hacia la mitocondria. Los llamo DQAsomes. Los DQAsomes podian tener el potencial de enviar ADN a la mitocondria, pero esto desemboca en los problemas observados años atras, como la conexion existente entre mutaciones del ADN mitocondrial y enfermedades humanas. Weissig necesitaba pues algo mas especifico: comprobar el vector transferencial especifico mitocondrial. De este modo en los ultimos ocho años Weissig y su equipo han estado investigando y han demostrado que los DQAsomes reunen todos los requisitos para el envio de ADN especificamente a la mitocondria (para mas informacion ver articulo 1 y articulo 2).

La aplicacion de DQAsomes o sistemas similares plantea una intrigante cuestion: ¿que papel juega la mitocondria en el proceso? Varios experimentos prueban que algunas medicinas actuan directamente sobre la mitocondria pudiendo provocar el suicidio de la celula. Sin embargo las dosis empleadas hasta ahora son facilmente toxicas. Si se selecciona como objetivo de la medicina solo la mitocondria, la dosis puede reducirse significativamente o, lo que es lo mismo, la terapia es mejor para el cuerpo. Por otra parte, se producen dos efectos adicionales: uno, se sortea la oposicion celular al sacrificio en beneficio del cuerpo; dos, se sortea la p-glicoproteina, que reside en la membrana celular y es responsable de ejercer resistencia hacia las medicinas. El nanotransportador diseñado esconde la medicina bajo una superficie seleccionada de forma semejante al Caballo de Troya. El objetivo final de Weissig y de los cientificos que estudian estos sistemas es el diseño de nanotransportadores que combinen todos los niveles de seleccion de objetivo junto a administracion sistemica a organos, tejidos, celulas y organos intracelulares especificos.

Agradecimientos a Michael Berger por los datos cientificos y a Wikipedia.org por la imagen.

Fuente: Nanotecnologia.