Imagen de microscop\u00eda de fluorescencia de una muestra de tumor donde se han descubierto niveles elevados de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno. Cr\u00e9dito: Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts <\/p>\n
Los ingenieros qu\u00edmicos del MIT han desarrollado una forma de evaluar r\u00e1pidamente los compuestos para determinar su potencial terap\u00e9utico para ciertos tipos de c\u00e1ncer. Con un sensor dise\u00f1ado gen\u00e9ticamente y tecnolog\u00eda de alto rendimiento, su m\u00e9todo detecta cambios en las concentraciones celulares de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno (H2O2), una mol\u00e9cula especializada conocida como oxidante. <\/p>\n
\u00abLas v\u00edas reguladoras de algunos tumores dependen de niveles elevados de H2O2\u00bb, dice Hadley Sikes, profesor asociado y profesor de Desarrollo Profesional Esther y Harold E. Edgerton en el Departamento de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica. \u00abPero mayores aumentos en las concentraciones de este oxidante pueden conducir a la muerte celular programada\u00bb. En las pantallas de los investigadores de 600 compuestos de mol\u00e9cula peque\u00f1a, pudieron identificar aquellos que aumentaron selectivamente el H2O2.<\/p>\n
Otros esfuerzos de investigaci\u00f3n han utilizado sondas que responden indiscriminadamente a diferentes tipos de oxidantes, lo que dificulta determinar precisamente qu\u00e9 compuestos tienen el mayor impacto en estas mol\u00e9culas especializadas. La pantalla del MIT es la primera en concentrarse en un solo oxidante. Esto permiti\u00f3 al equipo caracterizar las respuestas celulares a f\u00e1rmacos potenciales y demostrar que algunos de estos compuestos activaron la toxicidad mediada por H2O2 en l\u00edneas celulares de c\u00e1ncer susceptibles.<\/p>\n
Su investigaci\u00f3n aparece en Cell Chemical Biology. Yining Hao y Troy F. Langford son los primeros coautores. Los otros colaboradores son Sun Jin Moon, un estudiante graduado en ingenier\u00eda qu\u00edmica, Kristen A. Eller, quien trabaj\u00f3 en el proyecto cuando era estudiante universitario, y Sikes.<\/p>\n
\u00abNuestro trabajo ayuda a allanar el camino para oxidante a base de oxidante\u00bb, dice Hao, quien est\u00e1 completando su doctorado en ingenier\u00eda qu\u00edmica. \u00abEstos estudios nos llevan en la direcci\u00f3n correcta para utilizar medicamentos de manera efectiva para tratar a diferentes pacientes: la idea detr\u00e1s de la medicina personalizada\u00bb, agrega Langford, ahora asociado de biotecnolog\u00eda de Cowen, Inc.<\/p>\n
Muerte celular programada<\/p>\n
El per\u00f3xido de hidr\u00f3geno pertenece a una familia de mol\u00e9culas llamadas especies reactivas de ox\u00edgeno (ROS), que est\u00e1n involucradas en el metabolismo del ox\u00edgeno. \u00abSe conocen como mol\u00e9culas ‘Jekyll-and-Hyde'\u00bb, dice Sikes. \u00abSon parte de todas las cosas que necesitamos para vivir: toman ox\u00edgeno del aire, lo reducen a agua, generan energ\u00eda para las c\u00e9lulas, pero las concentraciones no controladas de ROS durante demasiado tiempo pueden tener efectos negativos, como interferir con las v\u00edas de se\u00f1alizaci\u00f3n dentro de las c\u00e9lulas\u00bb. <\/p>\n
Cuando las mutaciones gen\u00e9ticas desencadenan los c\u00e1nceres, a veces los oxidantes, como el per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, aumentan dr\u00e1sticamente, lo que desequilibra las funciones celulares. A medida que aumentan los niveles de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, las c\u00e9lulas cancerosas liberan antioxidantes para mantenerlas bajo control. Es un equilibrio metab\u00f3lico dif\u00edcil de mantener, y es esta debilidad la que los investigadores esperan explotar mientras buscan nuevas terapias contra el c\u00e1ncer.<\/p>\n
\u00abLa idea es que si aumentamos selectivamente el per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, estas c\u00e9lulas cancerosas estresadas morir\u00e1n primero\u00bb, dice Hao.<\/p>\n
\u00abEstamos buscando vulnerabilidades moleculares que tendr\u00e1n un mayor impacto en el c\u00e1ncer que en los tejidos sanos que lo rodean\u00bb, agrega Sikes.<\/p>\n
Los medicamentos tienen surgieron para el arsenal anticancer\u00edgeno que tiene como objetivo actuar sobre estos mecanismos de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, ya sea elevando directamente los niveles celulares del oxidante o socavando los sistemas antioxidantes. Pero no entregan uniformemente. Sin un m\u00e9todo seguro para detectar el per\u00f3xido de hidr\u00f3geno en las c\u00e9lulas cancerosas antes y despu\u00e9s del tratamiento farmacol\u00f3gico, la terapia de precisi\u00f3n sigue estando fuera de su alcance.<\/p>\n
El biosensor que Langford y Sikes idearon en 2018 abord\u00f3 este problema. Utiliza una enzima llamada peroxirredoxina-2, que puede registrar cambios en los niveles de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno. Langford dise\u00f1\u00f3 el sensor para que emita fluorescencia cuando reacciona con per\u00f3xido de hidr\u00f3geno.<\/p>\n
\u00abQuer\u00edamos usar este sensor de una manera pr\u00e1ctica y pensamos: ‘\u00bfQu\u00e9 mejor manera de hacerlo que con un alto pantalla de rendimiento, utilizando una biblioteca de compuestos anticancer\u00edgenos justo al lado en el Instituto Koch para la Investigaci\u00f3n Integrativa del C\u00e1ncer?'\u00bb, dice Langford. \u00abTomamos estas peque\u00f1as mol\u00e9culas de su colecci\u00f3n y agregamos sistem\u00e1ticamente cada una a las c\u00e9lulas cancerosas que conten\u00edan nuestro sensor\u00bb.<\/p>\n
Sikes tom\u00f3 la decisi\u00f3n deliberada de tomar compuestos que \u00abya estaban aprobados por la FDA y eran seguros para los humanos, \u00ab, dice, incluidos algunos que se hab\u00edan investigado previamente como medicamentos contra el c\u00e1ncer. La pregunta era cu\u00e1l, si es que hab\u00eda alguno, podr\u00eda ser efectivo para elevar las concentraciones de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno en las l\u00edneas celulares de c\u00e1ncer humano que el equipo hab\u00eda ensamblado.<\/p>\n
Iluminando<\/p>\n
Mientras pasaban sus pantallas, Los investigadores buscaron la fluorescencia roja de la sonda que indicaba un aumento en los niveles de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno despu\u00e9s de que los medicamentos interactuaran con las c\u00e9lulas. De hecho, hubo tales aciertos, pero en el an\u00e1lisis de datos, Hao descubri\u00f3 que \u00abmuchas de estas se\u00f1ales eran extra\u00f1amente altas, fuera del rango del sensor\u00bb.<\/p>\n
Los investigadores realizaron una segunda ronda para asegurarse de que las se\u00f1ales en realidad refleja los cambios en el nivel de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno. Despu\u00e9s de revisar la biblioteca de f\u00e1rmacos candidatos, los investigadores no solo identificaron compuestos que modulaban el per\u00f3xido de hidr\u00f3geno en c\u00e9lulas cancerosas espec\u00edficas, sino que tambi\u00e9n vincularon algunos de esos compuestos con la muerte de las c\u00e9lulas.<\/p>\n
Hubo sorpresas. Un f\u00e1rmaco, SMER3, un antif\u00fangico, aument\u00f3 los niveles de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno. \u00abEste fue el m\u00e1s emocionante con el que nos encontramos\u00bb, dice Sikes. \u00abMata la levadura y result\u00f3 ser efectivo para matar un subconjunto de c\u00e1nceres\u00bb.<\/p>\n
Otro titular de su estudio: un importante medicamento contra el c\u00e1ncer con reputaci\u00f3n de aumentar los niveles de oxidantes fue un fracaso en su pantalla. . \u00abEl cisplatino no indujo per\u00f3xido de hidr\u00f3geno\u00bb, dice Sikes. \u00abTal vez induce a otros oxidantes, pero no a este que impulsa las v\u00edas de respuesta a la muerte en un subconjunto de c\u00e1nceres\u00bb.<\/p>\n
Su trabajo ya ha catalizado nuevas empresas. Sikes se est\u00e1 asociando con un m\u00e9dico de Boston que se especializa en c\u00e1nceres que se sabe que son vulnerables a los defectos de ROS, como el c\u00e1ncer de colon. Como parte de la investigaci\u00f3n de su tesis, Langford prob\u00f3 SMER3 en c\u00e9lulas de c\u00e1ncer de colon. \u00abMata ciertas l\u00edneas celulares de manera muy eficiente\u00bb, dice Hao, \u00aby nos gustar\u00eda entenderlo mejor, para saber si es seguro y a qu\u00e9 v\u00edas celulares se dirige exactamente\u00bb.<\/p>\n
Los siguientes pasos implican moverse en modelos animales con c\u00e1nceres derivados de pacientes, dice Sikes, y eventualmente en poblaciones de pacientes.<\/p>\n
M\u00e1s all\u00e1 del per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, Sikes prev\u00e9 tomar otras mol\u00e9culas que cumplen funciones cr\u00edticas en las c\u00e9lulas, y que tambi\u00e9n podr\u00edan servir como potentes dianas anticancer\u00edgenas. \u00abHay especies reactivas de nitr\u00f3geno y azufre que probablemente tambi\u00e9n sean igualmente importantes y dignas de exploraci\u00f3n\u00bb. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
La mol\u00e9cula sensible al per\u00f3xido de hidr\u00f3geno revela si los medicamentos de quimioterapia est\u00e1n teniendo los efectos previstos M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Yining Hao et al, Bibliotecas de compuestos de detecci\u00f3n para terapias contra el c\u00e1ncer mediadas por H2O2 usando una peroxirredoxina -sensor basado en Cell Chemical Biology (2021). DOI: 10.1016\/j.chembiol.2021.09.003 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Cell Chemical Biology <\/p>\n Proporcionado por el Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts Cita<\/strong>: Nuevo m\u00e9todo de detecci\u00f3n tiene como objetivo el per\u00f3xido de hidr\u00f3geno en the search for new cancer therapys (4 de noviembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2021-11-screening-method-hydrogen-peroxide-cancer.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Imagen de microscop\u00eda de fluorescencia de una muestra de tumor donde se han descubierto niveles elevados de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno. Cr\u00e9dito: Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts Los ingenieros qu\u00edmicos del MIT han desarrollado una forma de evaluar r\u00e1pidamente los compuestos para determinar su potencial terap\u00e9utico para ciertos tipos de c\u00e1ncer. Con un sensor dise\u00f1ado gen\u00e9ticamente y … Continuar leyendo \u00abNuevo m\u00e9todo de detecci\u00f3n apunta al per\u00f3xido de hidr\u00f3geno en la b\u00fasqueda de nuevas terapias contra el c\u00e1ncer\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-3308","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3308","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3308"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3308\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3308"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3308"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3308"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}