Una de las estrategias empleadas en los últimos años en la lucha contra el cáncer son los tratamientos basados en ARN mensajero, una respuesta similar a la formulada en el diseño de vacunas contra la COVID-19. Este sistema se puede usar para que nuestras células fabriquen proteínas que estimulen nuestro sistema inmunitario (en inmunoterapia), o que inhiban los puntos de control inmunitario, de manera que el tumor deje de ser invisible antes nuestras defensas. Sin embargo, una de las dificultades que entraña es encontrar un modo de insertar estas moléculas en nuestro organismo.
Ahora, un equipo multidisciplinar de científicos, entre el que se encuentran investigadores del CSIC, ha diseñado un tipo de nanocápsulas de lípidos (nanovesículas) que permiten envolver una molécula (microARN) para administrarla en el tratamiento de tumores. Estas pequeñas moléculas de ARN permiten interferir en otras cadenas de ARN (específicamente, el ARN mensajero).Ello trastoca la maquinaria básica de las célulasy resulta útil, por ejemplo, para alterar o interrumpir la propagación de células tumorales.
Este avance en la lucha contra el cáncer, cuyos resultados se han publicado en la revista Advanced Materials, se basa en nanovesículas, llamadas quatsomas, las cuales consisten en una nanoestructura compuesta por dos capas lipídicas cerradas. «Funcionan como cápsulas que las harían estables en el torrente sanguíneo y les facilitarían la entrada en las células. De este modo podrían aplicarse en pacientes”, explica Nora Ventosa, investigadora del Instituto de Ciencia de Materiales (ICMAB), que ha participado en el estudio.
Útiles para el tratamiento del cáncer de hígado y pulmón
En, concreto, explican los investigadores, se trata de estructuras que pueden acoplarse con el micro ARN e inyectarse por vía intravenosa en el cuerpo para administrarlos en órganos con tumores, como el hígado o el pulmón, con mayor éxito y estabilidad que si se inyectara solo. “Una vez entregado, el micro ARN interfiere en la proliferación celular y los genes relacionados con la supervivencia en los tumores, lo que reduce la tasa de crecimiento del tumor”, añade la investigadora.
«Una vez entregado, el micro ARN interfiere en la proliferación celular, lo que reduce la tasa de crecimiento del tumor»
En concreto, las nanovesículas tienen unas propiedades óptimas para encapsular micro ARN: tienen un tamaño inferior a 150 nanómetros y son estables en una solución líquida durante más de 6 meses; también tienen una sensibilidad al pH ajustable, lo que significa que diferentes niveles de pH pueden desencadenar diferentes respuestas.
“Lo interesante de estas nanovesículas es que pueden diseñarse fácilmente para el suministro de una gran variedad de ácidos nucleicos. Además, son estables a temperatura ambiente, lo que evita problemas asociados a los requisitos de la cadena del frío”, afirma Ventosa.
El estudio, en el que ha participado un equipo multidisciplinar formado por investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona, ICMAB-CSIC, el Vall d’Hebron Research Institute (VHIR)-UAB, el Vall d’Hebron Institut d’Oncologia (VHIO), el Institut de Bioingenieria de Catalunya (IBEC), el Barcelona Institute of Science and Technology (BIST), la red CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER- BBN), en colaboración con el Instituto de Tecnología de Israel y el Instituto de Sistemas Moleculares Complejos (ICMS), ha demostrado la funcionalidad de los quatsomas en la entrega de micro ARN en un tumor extracraneal sólido común en casos pediátricos de cáncer conocido como neuroblastoma, que es responsable de aproximadamente el 15 % de todas las muertes por cáncer pediátrico y carece de terapias para pacientes de alto riesgo. Los resultados muestran que los quatsomas protegen al micro ARN de la degradación y aumentan su presencia en tumores de hígado, pulmón y xenoinjertos de neuroblastoma, entre otros.
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