El 'origami de ADN' aborda las células cancerosas resistentes a múltiples fármacos

Una herramienta de ADN que combine la terapia génica con la quimioterapia podría ser una nueva forma prometedora de derrotar a las células cancerosas resistentes a múltiples fármacos.

Una nueva investigación muestra cómo una nanoestructura de ADN adaptada puede administrar medicamentos contra el cáncer de forma selectiva.

La herramienta es una "nanoplataforma de ADN personalizada" que puede transportar medicamentos de quimioterapia a las células cancerosas específicas y, al mismo tiempo, silenciar los genes de resistencia a los medicamentos de las células.

La técnica es obra de científicos del Centro Nacional de Nanociencia y Tecnología en Beijing, China.

Un artículo reciente en la revista Edición internacional de Angewandte Chemie da una descripción detallada de cómo el equipo desarrolló y probó las nanoplataformas de ADN.

Los tratamientos farmacológicos han mejorado significativamente las tasas de supervivencia y la calidad de vida de las personas con cáncer.

Sin embargo, hay muchos casos en los que el cáncer responde bien al tratamiento al principio, pero luego recae o regresa debido a la resistencia a los medicamentos.

Eflujo de drogas

Los científicos han identificado varios mecanismos celulares que permiten o promueven la resistencia a los medicamentos en el cáncer.

Uno de ellos es el "flujo de fármaco", un proceso en el que las proteínas transportadoras bombean fármacos fuera del cuerpo celular a través de sus membranas. Los mecanismos de eflujo existen "en todas las células vivas", no solo en las células cancerosas.

Por ejemplo, las células de las paredes del intestino tienen una gran cantidad de proteínas transportadoras que bombean los medicamentos y otros agentes dañinos hacia el tracto digestivo.

Gracias a una extensa investigación, los científicos ahora saben mucho sobre el papel de los mecanismos de salida y las proteínas transportadoras en el desarrollo de la resistencia a los medicamentos en el cáncer.

Una de las primeras proteínas transportadoras que identificaron fue una que está codificada por el gen 1 de resistencia a múltiples fármacos (MDR1).

Los estudios también han revelado que cuando ciertos órganos se vuelven cancerosos, sus tejidos comienzan a expresarse MDR1 más fuertemente.

Un estudio, en particular, descubrió que el tratamiento con el potente fármaco anticanceroso doxorrubicina aumentaba enormemente la expresión de MDR1 en células cancerosas pero no en células sanas del pulmón.

Orientación celular y silenciamiento génico

Por lo tanto, si bien un medicamento puede ser muy bueno para matar las células cancerosas, si las células mejoran su expulsión, eventualmente el medicamento no estará dentro de la célula el tiempo suficiente para que surta efecto.

Para abordar este problema, los investigadores del cáncer están trabajando en formas de desactivar los genes que impulsan la salida de fármacos en las células tumorales.

Un método para apagar las bombas de eflujo es una técnica de silenciamiento de genes llamada interferencia de ARN (ARNi). Esto utiliza moléculas llamadas plantillas de transcripción de ARN para interferir con la expresión génica en las células.

Sin embargo, para que el tratamiento sea efectivo, las plantillas de transcripción de ARN deben liberarse dentro del cuerpo celular o citoplasma. En segundo lugar, esto debe tener lugar al mismo tiempo que se administra el fármaco que destruye las células. Y en tercer lugar, las células sanas deben permanecer intactas.

La nueva nanoplataforma de ADN aborda los tres requisitos: se dirige específicamente a las células cancerosas, administra el medicamento contra el cáncer a su interior y apaga los genes que impulsan sus bombas de salida para que el medicamento tenga tiempo de actuar.

El equipo utilizó técnicas de "origami de ADN" para crear una plataforma que incluye todos los componentes necesarios para que sucedan estas cosas.

Usando el enfoque bien establecido, los científicos pueden crear plataformas de ADN que comprenden formas moleculares simples y complicadas que son lo suficientemente pequeñas para funcionar a nivel celular.

En este caso, el equipo creó una estructura simple que se autoensambla en una nanoplataforma triangular de ADN. La plataforma tiene varios sitios que se pueden vincular a varias "unidades funcionales".

"Nueva estrategia para tumores multirresistentes"

Los investigadores probaron la capacidad de la plataforma de ADN para administrar de forma selectiva plantillas de transcripción de ARN y el fármaco de quimioterapia doxorrubicina primero en cultivos celulares y luego en ratones con tumores resistentes a múltiples fármacos.

Utilizaron "dos plantillas de transcripción de ARN en horquilla pequeñas lineales". Uno de ellos se encargó del silenciamiento del gen y el otro se encargó del reconocimiento y la inserción celular.

Los resultados mostraron que la "plataforma de ADN a medida" fue muy eficaz tanto en la entrega selectiva como en la liberación de los dos elementos. Esto también resultó en una tasa de destrucción de tumores altamente selectiva.

El equipo dice que el estudio demuestra cómo crear una nanoestructura que administra quimioterapia de forma selectiva a las células cancerosas y al mismo tiempo suprime la resistencia a los medicamentos mediante el silenciamiento de genes sin dañar el tejido sano.

Sugieren que también debería ser posible adaptar las plataformas de ADN para su uso en una variedad de tratamientos mediante la alteración de los objetivos, cargas útiles y estrategias de entrega.

Los autores concluyen:

"Esta nanoplataforma de ADN a medida, que combina la terapia de ARNi y la quimioterapia, proporciona una nueva estrategia para el tratamiento de tumores resistentes a múltiples fármacos".
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