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Investigadores de la Universitat Autnoma de Barcelona (UAB), en colaboración con el Instituto de Investigación Sant Pau y el CIBER-BBN, han desarrollado micromateriales compuestos únicamente por proteínas, capaces de liberar durante un largo periodo de tiempo nanopartículas que atacan a determinadas células cancerosas y las destruyen . Los micromateriales imitan los gránulos secretores naturales del sistema endocrino y han demostrado ser eficaces en modelos de cáncer de colon en ratones.
Un nuevo micromaterial libera nanopartículas que destruyen selectivamente las células cancerosas
Barcelona, España | Publicado el 5 de abril de 2024
Un equipo coordinado por el profesor Antonio Villaverde del Instituto de Biotecnología y Biomedicina del Departamento de Genética y Microbiología de la UAB y con la participación del Instituto de Investigación de Sant Pau y el CIBER-BBN ha desarrollado micromateriales autónomos compuestos únicamente por proteínas capaces de para liberar el polipéptido que los compone durante un período de tiempo más largo. La tecnología patentada por los investigadores para producir estos gránulos es relativamente simple e imita los gránulos secretores del sistema endocrino humano. En cuanto a su estructura química, implica la coordinación del zinc iónico con el dominio rico en histidina, un aminoácido esencial para los seres vivos y, por tanto, no tóxico.
Los nuevos micromateriales desarrollados por los investigadores consisten en cadenas de aminoácidos llamados polipéptidos que son funcionales y biodisponibles en forma de nanopartículas que pueden liberarse y dirigirse a tipos específicos de células cancerosas para su destrucción selectiva.
El equipo investigador analizó la estructura molecular de estos materiales y la dinámica detrás del proceso de secreción, tanto in vitro como in vivo. En un modelo animal de cáncer de colon CXCR4+, el sistema demostró un alto rendimiento cuando se administró por vía subcutánea y cómo las nanopartículas de proteína liberadas se acumularon en el tejido tumoral.
Es importante resaltar que este enriquecimiento es más eficiente que cuando la proteína se administra en sangre. Este hecho ofrece una nueva e inesperada oportunidad para asegurar altos niveles locales del fármaco y una mejor eficacia clínica, evitando así regímenes repetidos de administración intravenosa, explica el profesor Antonio Villaverde. «En el contexto clínico, se espera que el uso de estos materiales en el tratamiento del cáncer colorrectal mejore significativamente la eficacia de los medicamentos y la comodidad del paciente, al tiempo que minimiza los efectos secundarios no deseados».
En la investigación, realizada principalmente por la investigadora de la UAB Julieta M. Sánchez, han participado investigadores del Departamento de Genética y Microbiología de la UAB, del Instituto de Biomedicina y Biotecnología (IBB-UAB) de la UAB y el equipo dirigido por el catedrático Ramón de Oncogénesis y Fármacos Antitumorales Mangues. del Instituto de Investigación de Sant Pau. Tanto el profesor Antonio Villaverde como el profesor Ramón Mangues forman parte de la Red CIBER en Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN). En el estudio también participaron la Plataforma de Producción de Proteínas (Unidad 1) y la Plataforma de Nanotoxicología (Unidad 18) de la Infraestructura Singular NANBIOSIS. Se proporcionó fondos a través de varios proyectos competitivos de investigación y transferencia de tecnología (incluidas PID2019 -105416RB-I00/AEI/10.13039/501100011033, PDC2022-133858-I00, PID2022-136845OB-I00, CPP2021-008946, PI21/400), así como también intermedia. CIBER-BBN- Proyectos (VENOM4CANCER, NANOREMOTE y NANOSCAPE).
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