Diseñan nanocápsulas de aceite de oliva inteligentes capaces de reconocer las células cancerígenas y llevar hasta ellas los medicamentos que las destrozan
La investigación ha probado por vez primera la utilidad de esta clase de nanopartículas de aceite de oliva cargadas de medicamentos para diagnosticar y tratar el cáncer. Por el momento se han ensayado y han mostrado su eficiencia en cáncer de páncreas. tanto in vitro como in vivo. Los resultados han sido publicados en la reputada gaceta científica ACS Biomacromolecules.
(Foto: La imagen superior muestra de qué manera las cápsulas llegan hasta las células cancerígenas y liberan los medicamentos)
Las han desarrollado un equipo de la Universidad de Granada (UGR) y están basadas en nano-emulsiones de aceite de oliva. Estas nanocápsulas de aceite de oliva pueden llevar en el interior medicamentos como el paclitaxel que dejan acrecentar la eficiencia en el tratamiento del cáncer páncreas y eludir los efectos desfavorables asociados a este medicamento.
Además de esto, han sido diseñadas para llevar en su superficie moléculas de reconocimiento selectivo, que les deja advertir las células madre cancerígenas (CMCs) de cáncer de páncreas. Esto deja dirigirlas particularmente a estas células responsables de la enorme agresividad de este género de tumores, que, además de esto, le hacen tan bastante difícil a los tratamientos usuales.
Propiedades ventajosas
Aparte de las propiedades ventajosas del aceite de oliva y sus compuestos bioactivos en la prevención de enfermedades cardiovasculares y del cáncer, se incluye la de ser utilizado para convertirse en pequeñas nanovesículas inteligentes que marchan como “caballos de Troya” para llevar medicamentos y hacer seguimiento del cáncer de páncreas (teranósticas).
De este modo, esta investigación se ha centrado en la validación de una nueva estrategia de síntesis basada en productos naturales y biocompatibles para generar nanopartículas (NPs) de aceite de oliva con una función establecida en el laboratorio.
La imagen muestra el desarrollo de la cápsula y su eficiencia probada en ratones in vitro y también in vivo.
Estas NPs pueden transportar en su interior medicamentos como el utilizado en los tratamientos de quimioterapia actual del cáncer de páncreas (Paclitaxel), un colorante que emite en el infrarrojo lejano y, además de esto, están cubiertas en su superficie con un detector (anticuerpo anti-CD44), el que se une particularmente a los receptores de membrana que están sobre-expresados en células madre cancerígenas de cáncer de páncreas (PCMCs)
Estas NPs han sido evaluadas in vitro y también in vivo usando un modelo de trasplante de PCMCs humanas (xenotransplante ortotópico) en el páncreas de ratones. Los ensayos in vitro mostraron que las NPs mejoran la potencia del paclitaxel en comparación con el medicamento libre.
Los estudios in vivo probaron la capacidad de estas NPs teranósticas para dirigirse únicamente al área tumoral, determinando aun áreas de metástasis a distancia, lo que señala que es este nanosistema es buen aspirante para el tratamiento y la monitorización de los tumores que sobre-expresan CD44. Además de esto, este nano-dispositivo polivalente se puede alterar de forma fácil para tratar y supervisar diferentes géneros de cáncer amoldando la estrategia de conjugación.
Particularmente, dichas NPs de aceite de oliva inteligentes tienen unidas a su superficie diferentes moléculas. Entre ellas se puede destacar la presencia del poloxamero F68, el que favorece la estabilidad de las NPs y evita la fagocitosis por el sistema inmune de las NPs. Otra molécula es el epikuron, el que está compuesto por una mezcla de fosfolípidos. Finalmente, la cubierta de las NPs contiene ácido deoxi-cólico, una molécula muy similar al colesterol la que deja la unión del anticuerpo anti-CD44.
Medicamento quimioterápico
Por otra parte, en el aceite de oliva contiene un fluoróforo que emite en el fantasma de emisión del colorado lejano, que deja hacer un seguimiento de las NPs tanto en células como in vivo.
El medicamento quimioterápico utilizado es la paclitaxel y asimismo va disuelto en el núcleo de aceite de oliva. Este medicamento se emplea hoy en día en clínica para el tratamiento del cáncer de páncreas, el que administrado en su forma libre es muy toxico y presenta muchas reacciones desfavorables como caída de pelo, vómitos, esclerosis de los vasos sanguíneos, cardio-toxicidad, entre otros muchos y tiene complejidad para entrar y hacer su efecto en las PCMCs.
Al vehiculizarlo en estas NPs de aceite de oliva se ha logrado eludir todos estos efectos desfavorables y ser más selectivos en frente de dichas PCMCs. Para finalizar, se ha añadido un anticuerpo que reconoce particularmente un receptor de membrana que está sobre-expresado en las CMCs de cáncer de páncreas.
En los ensayos efectuados en células, se ha logrado reducir 4 veces la cantidad de paclitaxel para conseguir una eficiencia terapéutica igual que el paclitaxel libre en PCMCs, con lo que se podría reducir notable la dosis actual de paclitaxel en los tratamientos de quimioterapia.
De esta manera, se ha probado por vez primera el desarrollo triunfante de un nano-dispositivo basado en estrategias de síntesis biocompatibles para la funcionalización de nanovesículas de aceite de oliva. Sorprendentemente, el marcaje fluorescente deja el seguimiento in vivo eficaz del nano-dispositivo, siendo un potente aspirante para el tratamiento de tumores que sobre-expresan CD44, eludiendo los efectos desfavorables asociados con la quimioterapia tradicional.
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Además de esto, se pueden hacer múltiples modificaciones en este nano-sistema novedoso que amplían la gama de aplicaciones de este prototipo, como vehiculización de diferentes medicamentos, el empleo alternativo de otras moléculas de seguimiento, en dependencia de la técnica de detección usada, y la conjugación de otras moléculas concretas para diferentes tumores e inclusive para diferentes enfermedades.
El estudio, que ha contado con la financiación del Ministerio de Ciencia y también Innovación (MICIN), ha sido efectuado por un equipo de científicos dirigido por. Juan Antonio Marchal, del conjunto de investigación ‘Terapias avanzadas: Distinción, Regeneración y Cáncer’ de la Universidad de Granada, y José Manuel Peula García de la Universidad de Málaga, miembro del conjunto de investigación de Fluidos y Biocoloides dela Universidad de Granada, así como otros estudiosos pertenecientes al Instituto de Investigación Biosanitaria de Granada (ibs.GRANADA), al centro Centro Pfizer-Universidad de Granada-Junta de Andalucía de Genómica y también Investigación Oncológica (GENYO) y a la Unidad de Excelencia “Modeling Nature: from nano to macro” de la UGR.
Además de esto, asimismo ha contado con el apoyo económico de la Cátedra Dres. Galera y Requena de investigación en células madre cancerígenas. Este estudio es parte de la tesis de Saúl Abenhamar Navarro Marchal, el que ha sido premiado con el premio a la mejor Tesis Doctoral en las áreas científico técnicas de los XIII Premios de Estudios Iberoamericanos La Rábida dos mil veinte.
Referencia bibliográfica:
Navarro-Marchal S.A., Griñán-Lisón C, Adiestra JM, Ruiz-Alcalá G, Tristán-Manzano M, Martin F, Pérez-Victoria I, Peula-García JM, Marchal JA. Anti-CD44-Conjugated Olive Oil Liquid Nanocapsules for Targeting Pancreatic Cancer Stem Cells. Biomacromolecules. dos mil veintiuno Apr 12;22(cuatro):1374-mil trescientos ochenta y ocho. doi: 10.1021/acs.biomac.0c01546