Terapia exitosa contra el cáncer usando metaloenzimas artificiales para administrar medicamentos
Resultados de imágenes que muestran un conjunto representativo de ratones de cada grupo tres semanas después del tratamiento. Arriba a la izquierda, solución salina. control. Arriba a la derecha, control de enzima artificial sola. Abajo a la izquierda, agente marcador solo. Abajo a la derecha, tratamiento real: RGD reactivamente funcional con la metaloenzima glicosilada. Las imágenes muestran un crecimiento tumoral mucho menor en los ratones tratados con la terapia real. Crédito: RIKEN
Los investigadores dirigidos por Katsunori Tanaka y Kenward Vong en el RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR) en Japón han demostrado que el crecimiento tumoral puede reducirse mediante una terapia que marca las células cancerosas con diferentes moléculas terapéuticas. En un caso, el grupo pudo prevenir la formación de tumores en ratones al atacar las células cancerosas con un compuesto que dificulta que las células se agrupen y formen tumores. Para los tumores que ya existían, atacaron las células cancerosas con compuestos tóxicos que las destruyeron. Este estudio fue publicado en Science Advances.
Uno de los principales problemas de los tratamientos actuales contra el cáncer es que sus efectos no se limitan a las células cancerosas del cuerpo. Los efectos secundarios de la quimioterapia son bien conocidos: pérdida de cabello, náuseas, agotamiento, sistema inmunológico comprometido y daño a los nervios. Ser capaz de atacar específicamente las células cancerosas y solo las células cancerosas con compuestos terapéuticos es un sueño que se está convirtiendo lentamente en realidad, y el nuevo estudio realizado por el grupo de Tanaka en RIKEN CPR es la prueba de concepto. Como dice Tanaka, «Hemos tenido éxito por primera vez en el tratamiento del cáncer usando química catalizada por metales en ratones».
El proceso se basa en el trabajo anterior del grupo que usa enzimas artificiales a base de oro, generalmente llamadas metaloenzimas, para etiquetar proteínas. dentro del cuerpo. El agente marcador y la metaloenzima se inyectan en el cuerpo, pero por separado. La metaloenzima en sí está diseñada para ser glicosilada, lo que significa que tiene cadenas de azúcar llamadas glicanos adheridas a su superficie. Se eligen glucanos específicos para que puedan unirse a las células diana del cuerpo. Por ejemplo, se pueden identificar diferentes células cancerosas por los tipos únicos de proteínas de unión a lectinasglicanos que están incrustadas en sus membranas externas. Para este experimento, los investigadores construyeron una metaloenzima glicosilada que podría adherirse a las lectinas específicas que se encuentran en el exterior de las células cancerosas HeLa, y así atacarlas. Después de que el agente marcador reacciona con la metaloenzima, puede realizar la función deseada y etiquetar la proteína de interés en la célula cancerosa. De esta forma, solo se pueden marcar las células cancerosas a las que se dirige la metaloenzima glicosilada.
El equipo realizó dos importantes pruebas de administración de fármacos dirigidos. La primera prueba usó una forma de RGD que se volvió funcional después de reaccionar con la enzima artificial unida a la célula cancerosa objetivo. Se eligió RGD porque las pruebas anteriores indicaron que interfiere con la capacidad de las células cancerosas para agruparse y formar tumores. Inyectaron ratones con células cancerosas HeLa y luego les inyectaron tanto la metaloenzima glicosilada como RGD. A los ratones de control se les inyectó la enzima artificial sola, RGD sola o solución salina. Los ratones fueron monitoreados durante 81 días. Si bien todos los controles desarrollaron tumores y murieron mucho antes de que se alcanzaran los 81 días, los ratones tratados con la terapia celular selectiva con marcado RGD tuvieron una tasa de supervivencia del 40 %. El análisis de imágenes indicó que el inicio y la progresión del tumor fueron interrumpidos por el tratamiento.
La segunda prueba fue diseñada para atacar los tumores que ya se habían formado. Para ello, el equipo utilizó la misma metaloenzima glicosilada, pero con una forma de doxorrubicina no tóxica que se volvió funcional después de reaccionar con la metaloenzima. Las pruebas anteriores mostraron que el agente era inofensivo hasta que interactuaba con la metaloenzima, momento en el que liberaba doxorrubicina tóxica. De esta manera, solo las células cancerosas seleccionadas se vieron afectadas por el fármaco. Las pruebas en ratones fueron similares a las pruebas con RGD, excepto que se permitió que los tumores se desarrollaran durante una semana antes de inyectar la enzima artificial y el agente marcador. Los ratones que recibieron el tratamiento real mostraron un crecimiento tumoral reducido y una mayor tasa de supervivencia en el transcurso de 77 días.
«Pudimos usar nuestro sistema para llevar metaloenzimas a las células cancerosas en ratones vivos, que reaccionaron con el etiquetado agentes para administrar terapias con medicamentos dirigidos que redujeron la aparición y el crecimiento del tumor», dice Tanaka. «El siguiente paso es sin duda la aplicación clínica en humanos».
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El nuevo sistema basado en metaloenzimas permite el direccionamiento selectivo de las células cancerosas Más información: «Alterar el inicio y el crecimiento del tumor a través de la terapia de etiquetado selectivo de células (SeCT)» Science Advances (2021) . advances.sciencemag.org/lookup … .1126/sciadv.abg4038 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por RIKEN Cita: Terapia exitosa contra el cáncer usando metaloenzimas artificiales para administrar medicamentos (23 de abril de 2021) recuperado 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-successful-cancer-therapy-artificial-metalloenzymes.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.