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Disruptive targeted drug delivery system via synergistic combination of intelligent DNA molecular machines and gated mesoporous nanoparticles

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Máquinas nanométricas para una administración dirigida de medicamentos precisa

A pesar de los progresos en el desarrollo de fármacos, la tecnología para la administración dirigida de medicamentos va a la zaga. El equipo de un estudio financiado con fondos europeos desarrolló un nanotransportador programable que puede combinar, de forma selectiva, principios activos con medicamentos basados en ARN.

Salud

La administración de medicamentos convencional tiene una biodistribución limitada en el tejido diana y suele ir acompañada de problemas de toxicidad. Idealmente, una plataforma de administración de medicamentos debería ofrecer la opción de programabilidad en tiempo real a fin de permitir la administración precisa de principios activos. Además, debería minimizar los efectos secundarios y la toxicidad. Por último, sería conveniente que ofreciera una biocinética controlada (movimiento del fármaco en los tejidos) y una alta eficacia de tratamiento a una dosis reducida.

Una plataforma inteligente de administración de medicamentos

El equipo del proyecto SMARTRIOX, financiado con fondos europeos, desarrolló una tecnología programable que combina materiales no orgánicos con componentes presentes en organismos vivos. «Nuestro objetivo era responder a la necesidad no cubierta de plataformas de administración dirigida de medicamentos mediante un método programable que pueda ofertarse en los centros de atención», explica Roy Farfara, coordinador del proyecto. La plataforma SMARTRIOX consiste en nanopartículas porosas biocompatibles que se cargan con el fármaco seleccionado. Las propiedades químicas de las nanopartículas pueden variar según la enfermedad de interés. La innovación aquí radica en la incorporación de máquinas moleculares de ADN que responden a estímulos concretos, y descubren y descargan la carga útil activa de las nanopartículas.

Un tratamiento conjunto para el cáncer de mama triple negativo

Los investigadores se centraron en el tratamiento del cáncer de mama triple negativo (CMTN), un tipo de cáncer de mama de gran malignidad, mediante el desarrollo de la plataforma basada en nanopartículas TXN770 para la administración de doxorrubicina. El CMTN es independiente de las hormonas, por lo que hoy día no existen tratamientos dirigidos y, por ende, no se puede utilizar el Herceptin dirigido a HER2. Los investigadores emplearán la plataforma SMARTRIOX con el objetivo de reducir la dosis de doxorrubicina y aumentar la eficacia terapéutica, ya que este fármaco se administrará específicamente en las células malignas. La plataforma SMARTRIOX ofrece una ventaja adicional para el tratamiento del CMTN al permitir el empleo de ADNzimas, que actúan como catalizadores para escindir moléculas de ARN mensajero (ARNm) diana. «Las ADNzimas son parecidas a unas tijeras programables y pueden diseñarse contra ARNm oncogénicos para desactivar las rutas más comunes de desarrollo y resistencia del cáncer», destaca Farfara. El equipo ha diseñado más de cien ADNzimas, que están disponibles para que los médicos las empleen según las pruebas anatomopatológicas y la histología del tumor de cada paciente. Por ejemplo, en el caso del CMTN, cuando una enferma es BRCA positiva, se recomienda el tratamiento aprobado con inhibidores de la poli ADP-ribosa polimerasa (PARP). En lo que respecta a la tecnología SMARTRIOX, se puede emplear una ADNzima PARP, que cataliza el ARNm de PARP. Las pruebas preclínicas en modelos animales revelan que la plataforma SMARTRIOX tiene mayor eficacia y seguridad que los tratamientos de referencia. La estrategia normativa de la empresa incluye la designación de medicamentos sin interés comercial y la aprobación rápida a fin reducir el tiempo requerido para la comercialización.

Ventajas y perspectivas

SMARTRIOX ofrece la opción de programar medicamentos en tiempo real. La programación se realiza en el entorno hospitalario de acuerdo con los requisitos del médico responsable y permite adaptar el tratamiento a las necesidades específicas de cada paciente. Los medicamentos basados en ARN ofrecen ventajas significativas sobre otras modalidades de tratamiento (a nivel de proteínas o ADN). El tratamiento a nivel de ARNm controla múltiples efectos no contrarios secuencia abajo, ya que un ARNm genera en promedio cientos de copias de una proteína. Se demostró que las ADNzimas catalizan hasta mil copias de ARNm «in vitro» y, por lo tanto, podrían inhibir la creación de cientos de miles de copias de la proteína diana. Se prevé que estos avances revolucionen la atención sanitaria y favorezcan la transición de la medicina hacia una nueva era de medicina programable.

Palabras clave

SMARTRIOX, administración de medicamentos, nanopartículas, ADNzima, CMTN, doxorrubicina, cáncer de mama triple negativo

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