Los nanotubos de ADN administran tratamientos para los tumores de glioblastoma
Fig. 1. Diez nucleótidos ssDNA-amphiphiles forman G-quadruplexes paralelos y se autoensamblan en nanotubos huecos. (A) Estructuras químicas de los ssDNA-amphiphiles de 10 nt. (B) Espectros de CD en agua Milli-Q y PBS del ssDNA de 10 nt libre y los ssDNA-amphiphiles. (C) Representación esquemática de los nanotubos y los ssDNA-amphiphiles en los nanotubos, no dibujados a escala. ssDNA se muestra en azul y las colas hidrofóbicas se muestran en gris. El naranja claro representa los planos del cuarteto de G. (D) Imagen Cryo-TEM de nanotubos ssDNA. Las flechas blancas apuntan a los nanotubos que se ven de frente, lo que demuestra su naturaleza hueca. Crédito: DOI: 10.1126/sciadv.abl5872
El glioblastoma es ampliamente considerado como el cáncer cerebral más agresivo. Incluso con tratamiento, las tasas de supervivencia de los pacientes son bajas, y la mayoría vive un promedio de 1518 meses después del diagnóstico. Debido a las características muy diversas que exhiben los tumores de glioblastoma y su ubicación en el cuerpo, en un cerebro sensible y bien protegido, el tratamiento de esta enfermedad es un desafío.
Un nuevo sistema de administración de fármacos basado en nanotecnología de ADN que está creando un equipo dirigido por un ingeniero de Johns Hopkins puede mejorar los tratamientos y las tasas de supervivencia al enfocarse mejor en el tumor primario.
«Uno de los mayores obstáculos para administrar tratamientos a través del torrente sanguíneo cruza la barrera hematoencefálica, que no solo protege al cerebro de las toxinas en el torrente sanguíneo, sino que también puede bloquear moléculas grandes como las terapéuticas. Mi equipo está utilizando nanotecnología de ADN para crear un ADN monocatenario (ssDNA) nanotubo que puede cruzar la BBB, apuntando a los tumores cerebrales», dijo Efie Kokkoli, profesora de ingeniería química y biomolecular en la Escuela de Ingeniería Whiting y miembro central del Instituto de NanoBioTecnología.
Sus hallazgos aparecen en Avances científicos.
La nanotecnología del ADN permite a los investigadores utilizar ADN sintético para diversos fines tecnológicos. Kokkoli y su grupo utilizaron ssDNA sintético y otras moléculas para diseñar un nanotubo de autoensamblaje que puede transportar terapias. El ADN sintético también permite a los investigadores adaptar su diseño a células específicas.
«Entonces, el nanotubo no solo es un paquete, sino que también es el mensajero que lleva el medicamento a su objetivo», dijo Kokkoli.
Kokkoli, con colegas de la Universidad de Minnesota y Johns Hopkins, utilizó modelos de ratón para probar la precisión de los nanotubos de ssDNA para atacar el glioblastoma. Inyectaron nanotubos en ambos lados de los hemisferios cerebrales de los ratones: un lado estaba sano y el otro estaba cargado de tumores de glioblastoma. Los investigadores observaron que los tumores se aferraban a los nanotubos, pero estaban ausentes del lado sano del cerebro, lo que proporciona evidencia de que hay pocas posibilidades de que las nuevas terapias dañen las células sanas. El equipo también inyectó nanotubos en una vena de la cola de los ratones y notó los mismos resultados, lo que indica que los nanotubos atravesaron con éxito el cuerpo de los roedores y cruzaron la BBB.
La extirpación quirúrgica completa de los tumores de glioblastoma no es posible ya que pueden quedar rastros de células de glioblastoma, lo que provoca la recurrencia. Por eso es estándar incluir tratamientos de quimioterapia después de la cirugía. Como parte de su estudio, el equipo de Kokkoli evaluó los nanotubos como vehículo de administración de doxorrubicina, un fármaco de quimioterapia. Usando nuevamente modelos de ratón, inyectaron células de glioblastoma en un lado del cerebro para simular las células tumorales residuales restantes después de la resección del tumor. Después de la inyección, se implantó una pequeña bomba de infusión para administrar diferentes tratamientos en los cerebros de los sujetos de prueba. Algunos ratones recibieron nanotubos vacíos, mientras que otros recibieron doxorrubicina libremente en el cerebro oa través de los nanotubos de ADN.
Los tratamientos se detuvieron después de dos semanas y los ratones fueron monitoreados durante aproximadamente un mes y medio. Los ratones que recibieron doxorrubicina a través de los nanotubos mostraron un aumento en la supervivencia: la mitad seguía viva al final del estudio. Más importante aún, los ratones que recibieron doxorrubicina libre mostraron signos de toxicidad en el hígado y el bazo. Por el contrario, no hubo hallazgos significativos en los tejidos del bazo y el hígado de los ratones tratados con nanotubos vacíos y los que recibieron doxorrubicina.
«Nuestros resultados mostraron que los nanotubos de ssDNA son una herramienta prometedora para atacar los tumores de glioblastoma y administrar tratamientos a los tumores cerebrales», dijo Kokkoli.
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La terapia experimental de glioblastoma muestra poderes curativos en modelos de ratones Más información: Michael A. Harris et al, ssDNA nanotubes for selectivo targeting of glioblastoma and delivery of doxorrubicina for Enhanced Survival, Avances científicos (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abl5872 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por la Universidad Johns Hopkins Cita: Los nanotubos de ADN administran tratamientos para los tumores de glioblastoma (21 de diciembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-dna-nanotubes-therapeutics-glioblastoma-tumors.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.