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En la Universidad de Toronto, los científicos han desarrollado una nueva teoría para describir cómo las nanopartículas entran y salen de los tumores que pretenden tratar. Esto potencialmente cambia el conocimiento sobre la nanomedicina contra el cáncer, que ha guiado la investigación durante casi cuatro décadas.
El efecto de permeabilidad y retención mejoradas (EPR), una idea que ha sido en gran medida indiscutida desde mediados de los años 1980, supone que las nanopartículas del torrente sanguíneo entran en un tumor a través de espacios entre las células endoteliales que recubren sus vasos sanguíneos, y posteriormente quedan atrapadas en el Tumor como resultado de la disfunción de los vasos linfáticos.
El aspecto de retención de la teoría EPR depende de que la cavidad linfática sea demasiado pequeña para que las nanopartículas se escapen, dejando nanopartículas que contienen medicamentos contra el cáncer en los tumores..
Mateo Nguyen, Ph.D. Estudiante, Departamento de Ingeniería Biomédica, Universidad de Toronto
Matthew Nguyen también está afiliado al Centro Donnelly de Investigación Celular y Biomolecular.
Nguyen añadió: “Sin embargo, descubrimos que alrededor del 45% de las nanopartículas que se acumulan en los tumores también salen de ellos..”
Nguyen, miembro del laboratorio del profesor Warren Chan, es el autor principal de un nuevo estudio que desafía una teoría de larga data, publicado recientemente en la revista Materiales naturales.
Los resultados del estudio de los investigadores ayudan a describir por qué los tratamientos basados en el efecto EPR fracasan en los ensayos clínicos. Se basan en el estudio anterior del laboratorio Chan, que encontró que menos del 1% de las nanopartículas llegan a los tumores.
Los científicos descubrieron que, a diferencia del efecto EPR, las nanopartículas pueden salir de los tumores a través de los vasos linfáticos.
El método de salida de una nanopartícula depende de su tamaño; Los más grandes (de 50 a 100 nm de ancho) tienen más probabilidades de salir de los vasos linfáticos de los tumores, y los más pequeños (de hasta 15 nm de ancho) tienen más probabilidades de salir de los vasos linfáticos que rodean los tumores.
En casos excepcionales, las nanopartículas se excretan a través de los vasos sanguíneos.
El escape de las nanopartículas de los tumores se produce a través de espacios en las paredes de los vasos linfáticos y vesículas de transporte que las transportan a través de estas paredes. Los científicos demostraron que las nanopartículas vuelven a entrar en el torrente sanguíneo después del drenaje linfático. Plantearon la hipótesis de que dichas nanopartículas eventualmente regresarían al tumor y tendrían otra oportunidad de tratamiento.
Negar el efecto EPR no fue una tarea fácil. El laboratorio Chan pasó casi años intentando descubrir por qué las nanopartículas no albergan tumores de manera eficiente.
Antes de realizar este estudio, el laboratorio se centró en cómo llegan las nanopartículas a los tumores. A través de estos y otros estudios, el laboratorio desarrolló una teoría competitiva sobre el efecto EPR, llamada principio de retención y transporte activo (ATR).
Nguyen cree que el campo de la nanomedicina ha evolucionado desde la publicación del estudio de entrada de nanopartículas en 2020.
En comparación con este estudio, recibimos más resistencia a este estudio por parte de otros investigadores. La gente está empezando a aceptar que el efecto EPR es defectuoso.
Mateo Nguyen, Ph.D. Estudiante, Departamento de Ingeniería Biomédica, Universidad de Toronto
Debido a que casi la mitad de las nanopartículas acumuladas salen de los tumores, principalmente a través de los vasos linfáticos, las investigaciones futuras pueden abordar este problema mediante tratamientos con nanopartículas que eviten el drenaje linfático.
Estamos entusiasmados con una mejor comprensión del proceso de administración de tumores con nanopartículas. Los resultados de estos estudios fundamentales de entrada y salida de nanopartículas serán importantes para el desarrollo de nanopartículas para el tratamiento del cáncer.
Warren Chan, profesor, Universidad de Toronto
Si los resultados del estudio se aplican en el campo de la nanomedicina contra el cáncer, prometen una nueva dirección para ampliar el conocimiento sobre cómo se podrían utilizar las nanopartículas para tratar tumores.
“Intentar trasladar la nanomedicina contra el cáncer a la clínica es como trabajar con una caja negra: algunos medicamentos funcionan, otros no, y es difícil entender por qué.dijo Gang Zheng, subdirector de investigación del Centro Oncológico Princess Margaret y profesor de biofísica médica en la Facultad de Medicina Temerty de la U of T, que no participó en el estudio.
Zheng añadió: “El compromiso de Chan de comprender mejor los mecanismos de absorción y salida de nanopartículas arroja luz sobre estos procesos para hacer que nuestros esfuerzos de traducción sean más eficientes y exitosos..”
El estudio contó con el apoyo financiero de la Sociedad Canadiense del Cáncer, los Institutos Canadienses de Investigación en Salud, la Red de Innovación de NanoMedicines y el programa Canada Research Chairs.
Referencia de la revista:
Nguyen, LNM, et al. (2023) La salida de nanopartículas de tumores sólidos. Materiales naturales. doi.org/10.1038/s41563-023-01630-0.
Fuente: https://www.utoronto.ca/
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