Nanomedicina: ¿Pueden los tumores de cáncer
controlar la liberación de las medicinas suministradas en nano capsulas?
Portadores de silicio para la administración local de medicamentos contra el
cáncer se degradan de manera diferente cuando llegan al medio ambiente enfermo,
lo que puede afectar los resultados clínicos.
Un estudio conjunto realizado en el Technion,
el MIT y Harvard puede arrojar luz sobre este proceso de degradación, abriendo
el camino para la mejora de los tratamientos de tumores.
La imagen ilustra silicio poroso (PSI)
partículas usadas como plataforma para la entrega de medicamentos contra el
cáncer (resaltado en verde en la figura) y en los tumores de cáncer de mama
específicamente.
La degradación de la PSI en el microambiente
tumoral se investigó utilizando nuevos métodos de imagen. Los investigadores
rastrearon la descomposición del material en el tejido enfermo y descubrieron
su mecanismo de degradación, lo que provoca la liberación de los fármacos
atrapados dentro del medio poroso.
La revista NatureCommunications revela que los
nanomateriales de silicio para la distribución localizada de quimioterapia se
comportan de manera diferente en los tumores malignos en comparación con los
tejidos sanos. El estudio conjunto se llevó a cabo en el Technion, Instituto de
Tecnología de Massachusetts (MIT) y la Escuela de Medicina de Harvard.
“Hemos demostrado por primera vez que los
biomateriales en general, y el silicio poroso nanoestructurado, en particular,
se comportan de manera diferente cuando se inyectan (o implantan) en el
microambiente tumoral.”, Dice la profesora Ester Segal, quien encabeza el
equipo de Technion que llevó a la estudio.
“En los últimos años, hemos diseñado con éxito
silicio para ser utilizado como portador de medicamentos contra el cáncer que
libera su contenido de una manera controlada, y ahora nos estamos centrando en
el mecanismo de degradación del silicio en el tejido enfermo.”
Nanoestructurado silicio poroso es el nombre
común para una familia de materiales a base de silicio que contienen agujeros
de nano-escala. Este material es hoy en día considerado como un vehículo de
suministro de fármaco prometedor, debido principalmente a sus características
únicas: un área grande de superficie (orientada para la descarga de drogas),
biocompatbility, y bio-degradabilidad de manera segura y no tóxica. En los
últimos años, Segal y su estudiante de doctorado AdiTzur-Balter desarrollaron
‘contenedores’ (portadores) para la entrega de medicamentos contra el cáncer.
A través de un diseño cuidadoso de los
contenedores de silicio, en términos de su química, diámetro de poro y
superficie, el grupo logra características óptimas para la entrega efectiva de
drogas.
Los hallazgos importantes del estudio, que
investiga el comportamiento de los contenedores de silicio en los tumores de
cáncer de mama, están asociados con la degradación acelerada del material de
silicio en el área enferma.
La investigación mostró que en el entorno
canceroso (in vivo), inducen la oxidación del silicio, causando una rápida
degradación de los contenedores ” en comparación con (in vitro) experimentos de
laboratorio.
Como resultado, este artículo arroja luz sobre
el proceso de degradación de silicio nanoestructurado en el microambiente del
tumor, y permite la intervención temprana y diseño inteligente de la estructura
de silicio para facilitar la liberación controlada del fármaco en el sitio.
Es importante destacar que la capacidad de
determinar y predecir el destino de material in vivo en entornos específicos es
el siguiente paso en el diseño de biomaterial que podría conducir a la
traducción clínica rápida y exitosa.
Segal completó sus tres grados en la Facultad
de Ingeniería Química de la Technion. En 2007, al término de su posdoctorado en
la Facultad de Química y Bioquímica de la Universidad de California, San Diego
(UCSD), se incorporó a la Facultad de Biotecnología e Ingeniería de Alimentos
en el Technion. En la actualidad dirige el Laboratorio de Nanomateriales
multifuncionales. En 2014, ella ganó el Premio Henri Taub para la Excelencia en
la Investigación Académica y el Premio a la Excelencia en Yanai Educación
Académica.
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