• UABDivulga
04/06/2021

Cap a la millora de la teràpia dirigida contra el càncer: nanopartícules antitumorals amb doble funcionalitat

Nanoparticulas Antitumorales

El tractament del càncer mitjançant teràpia dirigida continua avançant. La idea és aconseguir fàrmacs amb els quals el mecanisme d'acció s'enfoqui directament en les cèl·lules malaltes i evitar danyar les sanes. Mitjançant enginyeria de proteïnes es creen nanopartícules amb activitat tòxica i altres que transporten el fàrmac. El grup de Nanobiotecnologia de l’Institut de Biotecnologia i Biomedicina, en col·laboració amb el d’Oncogènesi i Antitumorals de l'Institut de recerca de l’Hospital de la Santa Creu i Sant Pau ha aconseguit elaborar nanopartícules estables que porten en una mateixa entitat aquesta doble funcionalitat: toxina i fàrmac. Si bé encara s'ha de continuar investigant per a aconseguir major precisió, els resultats obren una finestra a un ampli camp de recerca per al disseny de fàrmacs dirigits contra tumors.

iStock-fizkes

El principal inconvenient dels tractaments convencionals contra el càncer basats en fàrmacs (quimioteràpia) és el fet de causar danys en cèl·lules i òrgans del cos no afectats per la malaltia. Per aquest motiu, el desenvolupament de teràpies dirigides específicament al tumor representa una oportunitat per a destruir de manera selectiva les cèl·lules tumorals sense efectes secundaris en la resta de l'organisme.

A aquest efecte, en el grup de Nanobiotecnologia (NBT) de l'Institut de Biotecnologia i Biomedicina (IBB-UAB), en col·laboració amb el Grup de Oncogènesi i Antitumorals (GOA) de l'Institut de recerca de l'Hospital de la Santa Creu i Sant Pau (IIB-Sant Pau), estem desenvolupant fàrmacs dirigits a les cèl·lules responsables de metàstasis amb sobreexpressió en la seva superfície el receptor CXCR4, present en 23 tipus diferents de càncers. Aquesta recerca s'emmarca en el pla Director del CIBER-BBN, un centre d'excel·lència del Instituto de Salud Carlos III, al qual els dos grups pertanyem.

Mitjançant una precisa enginyeria de proteïnes, es generen nanopartícules amb múltiples funcionalitats, que són capaces de mantenir-se durant un llarg període de temps en el torrent circulatori, entrar en cèl·lules metastàtiques i destruir-les, contribuint així a frenar la progressió de la malaltia. Durant els últims anys, hem desenvolupat nanopartícules amb activitat antitumoral mitjançant dues estratègies. D'una banda, mitjançant la incorporació de toxines, verins o altres proteïnes inductores de la mort cel·lular en el disseny original de la proteïna, atribuint-li així una toxicitat selectiva de manera intrínseca. D'altra banda, mitjançant la funcionalització d'una nanopartícula inerta amb fàrmacs quimioterapèutics l'ús dels quals està estès en clínica, dirigint així el seu efecte cap al tumor. Totes dues estratègies gaudeixen de protecció intel·lectual mitjançant patent.

Recentment, al grup hem descrit la possibilitat de combinar totes dues estratègies, generant nanopartícules originalment tòxiques que alhora estan carregades amb fàrmacs quimioterapèutics, buscant així aconseguir una potenciació de l'efecte antitumoral i fer front a l'aparició de resistències al tumor. En aquesta primera etapa, el concepte proposat s'ha demostrat plenament factible, en obtenir nanopartícules estables que presenten toxina i fàrmac alhora, però que no milloren el seu efecte tòxic davant línies de tumors CXCR4+. No obstant això, fruit d'aquesta recerca s'ha detectat el problema principal de la tecnologia, que recau al control precís del lloc d'unió entre els fàrmacs a fi que no quedi alterada la funcionalitat de les toxines proteiques, que exerceixen alhora de principi actiu i de lloc d'ancoratge per als fàrmacs químics.

Nanoparticulas AntitumoralesFigura 1 Mecanisme d'acció de les nanopartícules antitumorals

Aquesta nova plataforma, que recluta de manera simple en una única entitat farmacològica diferents accions terapèutiques, pot obrir un extens camp de recerca al disseny de fàrmacs dirigits contra tumor.

Segueix la nostra recerca en el compte de Twitter @NBT_IBB_UAB

Eric Voltà-Durán1, 2, 3, Esther Vázquez1, 2, 3  Antonio Villaverde1, 2, 3 Ugutz Unzueta3, 4, 5

1Institut de Biotecnologia i de Biomedicina (IBB-UAB).
2Departament de Genètica i de Microbiologia (UAB).
3CIBER de Bioengeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN). 
4Institut d’Investigació Biomèdica Sant Pau (IIB-Sant Pau).
5Institut de Investigació contra la Leucèmia Josep Carreras (IJC).
 

Referències

Eric Voltà-Durán, Naroa Serna, Laura Sánchez-García, Anna Aviñó, Julieta M. Sánchez, Hèctor López-Laguna, Olivia Cano-Garrido, Isolda Casanova, Ramón Mangues, Ramon Eritja, Esther Vázquez, Antonio Villaverde, Ugutz Unzueta. (2021) Design and engineering of tumor-targeted, dual-acting cytotoxic nanoparticles Acta Biomaterialia, Volume 119, Pages 312-322 https://doi.org/10.1016/j.actbio.2020.11.018 

 
View low-bandwidth version