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Un tratamiento de ADN inteligente contra el cáncer

La quimioterapia sigue siendo la única opción de tratamiento para muchos tipos de cáncer, pero su naturaleza inespecífica provoca efectos secundarios adversos muy desagradables. Un estudio europeo ha desarrollado una plataforma terapéutica inteligente contra el cáncer que combina los fármacos basados en ADN con la precisión de la administración basada en nanopartículas.

Salud

Los miARN («miRNA», en inglés) son ARN cortos no codificantes que modulan la expresión genética postranscripcional. Existen claros indicios de que la expresión anormal de ciertos miARN está asociada con el cáncer, lo que los convierte en dianas antineoplásicas prometedoras y en biomarcadores para un diagnóstico rápido.

Administración de miARN a través de nanopartículas

El proyecto MIRNANO, que se llevó a cabo con el respaldo del programa Marie Skłodowska-Curie, tenía como objetivo desarrollar nanopartículas como vehículos para la administración de estos ácidos nucleicos anti-miARN, lo que asegurará la inactivación de los miARN objetivo, al inducir la supresión del crecimiento del tumor. «Hemos desarrollado dos tipos de nanopartículas dirigidas a los miARN que podrían emplearse como agentes terapéuticos en la medicina de precisión o como herramientas de diagnóstico molecular», explica el investigador Alessandro Bertucci. Para ello, los investigadores del proyecto han empleado nanopartículas de silicio poroso biocompatibles y biodegradables, capaces de acomodar diversas cargas útiles, incluidos los ácidos nucleicos sintéticos. Sintonizar la identidad molecular de la carga de ácido nucleico determina la aplicación de las nanopartículas. MIRNANO se centró en el cáncer ovárico, una de las principales causas de muerte relacionada con el cáncer en las mujeres. El equipo de investigación se centró en el miARN-21, asociado a la proliferación celular, la polifarmacorresistencia y la invasión tumoral. Las nanopartículas diseñadas llevaban un oligonucleótido artificial complementario al miARN-21 y fueron funcionalizadas con un péptido que alberga el tumor en su superficie, lo que mejoró su acumulación en el microentorno tumoral. En las pruebas «in vivo» en un modelo murino xenoinjerto de cáncer ovárico, las nanopartículas bloquearon con eficacia el miARN-21 e inhibieron completamente el crecimiento del tumor sin efectos secundarios. Los investigadores también aprovecharon el miARN-21 como un marcador de diagnóstico o pronóstico de cáncer, gracias al diseño de un sensor sintético basado en el ADN que proporciona una señal de fluorescencia cuando se une al miARN objetivo. La optimización del diseño de las nanopartículas facilitó la liberación ajustable del sensor y la detección eficiente del miARN-21 «in situ» y en tiempo real durante más de veinte días.

Una estrategia terapéutica ajustable

Para poder ofrecer con éxito la asistencia sanitaria de precisión del futuro, deben unirse diferentes campos científicos. La ingeniería de ácidos nucleicos puede mejorar la estabilidad «in vivo» de los fármacos moleculares mediante el uso de nuevas clases de estructuras de ácidos nucleicos o imitaciones artificiales de oligonucleótidos. La combinación de este sistema inteligente con la nanotecnología permite la administración específica de los fármacos basados en ADN o compuestos de imágenes en el lugar de interés. La plataforma de nanopartículas MIRNANO ofrece una amplia versatilidad ya que puede dirigirse a diferentes miARN y tejidos. El conjunto de metodologías químicas y biológicas desarrolladas durante el proyecto permite adaptar estos tratamientos basados en nanopartículas de miARN a las diferentes necesidades. Según Bertucci: «Simplemente cambiando la secuencia y la función de la carga de ácido nucleico sintético, es posible obtener un repertorio de nanopartículas increíblemente amplio para un trabajo biomédico preciso». Esto significa que las aplicaciones potenciales se extienden más allá del cáncer, a la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa, así como a otras enfermedades con un patrón de expresión anómalo de miARN. De cara al futuro, el equipo de investigación tiene previsto hacer avanzar las tecnologías de ADN de MIRNANO e integrar diferentes tipos de «hardware», como plataformas electroquímicas, materiales nanoestructurados y dispositivos microfluídicos. A largo plazo esto ampliará la gama de estrategias moleculares que podrían repercutir en la prestación de la asistencia sanitaria.

Palabras clave

MIRNANO, miARN, nanopartículas, cáncer ovárico, miARN-21

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