Las nanopartículas recubiertas con membranas celulares que se utilizan en las estrategias de selección de fármacos combinan las ventajas intrínsecas de las nanopartículas sintéticas y las membranas celulares. Aunque los sistemas de administración basados en células madre se han destacado por su capacidad de focalización en la terapia tumoral, las células madre inapropiadas pueden promover el crecimiento tumoral.
Estudio: Sistema de administración dirigido camuflado de membrana de células madre en tumores. Crédito: ojos rosados/Shutterstock.com
Un artículo de revisión publicado en la revista Materials Today Bio resumió el papel del sistema de administración de orientación envuelto en la membrana de las células madre en la terapia tumoral y se centró en los mecanismos subyacentes de la localización de las células madre en los tumores diana. Las membranas de células madre recubiertas con nanopartículas han mejorado la orientación, la biocompatibilidad y la capacidad de carga de fármacos.
Además, se han explorado las aplicaciones clínicas de las células madre pluripotentes inducidas (iPSC) y las células madre mesenquimales (MSC) como sistemas de administración dirigidos camuflados con membrana para sus terapias antitumorales. Al mismo tiempo, las nanopartículas recubiertas con membranas de células madre tienen inmensas perspectivas en la terapia de tumores.
Nanopartículas recubiertas de membrana celular para la terapia tumoral
Los sistemas de administración dirigidos basados en células tienen baja inmunogenicidad y toxicidad, una capacidad innata de dirigirse, la capacidad de integrar receptores y un largo tiempo de circulación. Células tales como glóbulos rojos, plaquetas, células madre, células tumorales, células inmunitarias e incluso células virales/bacterianas pueden servir como vesículas naturales eficaces.
Las MSC derivadas del cordón umbilical (UC-MSC), la médula ósea (BM-MSC) y el tejido adiposo (ATMSC) se utilizan en aplicaciones clínicas. Sin embargo, las iPSC son preferibles a las MSC en aplicaciones clínicas porque se puede acceder fácilmente a ellas a través de la reprogramación basada en factores de transcripción de la diferenciación de células somáticas.
Las células madre (MSC/iPSC) se pueden aislar y utilizar fácilmente como sistemas de administración de fármacos para la terapia tumoral. Los sistemas de administración basados en células madre pueden atacar la inflamación o las lesiones tumorales. Sin embargo, debido a su gran tamaño, las células madre a menudo quedan atrapadas en los pulmones, lo que provoca una microembolia.
Las nanopartículas recubiertas con membranas celulares se utilizan en estrategias de transporte dirigidas. Con este fin, las nanopartículas recubiertas con membranas de células madre tienen enormes perspectivas en aplicaciones biomédicas. Aunque informes anteriores han mencionado el papel de los nanotransportadores recubiertos de membrana celular en la terapia tumoral, los sistemas de administración basados en membranas de células madre no se han explorado de forma exhaustiva.
Nanopartículas recubiertas de membrana de células madre para la terapia antitumoral
Las nanopartículas derivadas de células madre recubiertas con membranas de células madre tienen una función compleja y pueden alcanzar interfaces biológicas. En consecuencia, las nanopartículas recubiertas con membranas de células madre sirvieron como nuevos sistemas de administración de fármacos que podrían dirigirse eficazmente al tumor.
Informes anteriores mencionaron la preparación de nanovesículas basadas en membrana de MSC recubiertas de poli(ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) cargadas con doxorrubicina (DOX), que mostraron una mayor captación celular que sus contrapartes sin recubrimiento de PLGA. De manera similar, los nanogeles de gelatina recubiertos con membrana de MSC cargados con DOX mostraron una estabilidad de almacenamiento mejorada y una liberación sostenida del fármaco.
Por lo tanto, las nanopartículas recubiertas con una membrana de células madre sirvieron como transportadores novedosos para las células madre y facilitaron la administración dirigida de los fármacos al sitio del tumor. Debido a que las nanopartículas recubiertas con membranas de células madre mostraron buenas capacidades de penetración y orientación, aumentaron la eficacia de los agentes quimioterapéuticos en la terapia tumoral y minimizaron los efectos secundarios.
La terapia fotodinámica (TFD) basada en especies reactivas de oxígeno (ROS) está mediada por fotosensibilizadores con irradiación láser. Informes anteriores mencionaron el desarrollo de una conversión ascendente basada en membrana MSC de sílice mesoporosa ([email protected]2) nanopartículas que se dirigen de manera eficiente al tumor debido a su alta afinidad después de recubrir con la membrana MSC.
Recubiertas con membranas celulares, estas nanopartículas mostraron alta citocompatibilidad (con células de hepatocitos) y hemocompatibilidad (con sangre). junto al [email protected]2 Una terapia PDT basada en nanopartículas bajo irradiación láser de 980 nanómetros podría inhibir los tumores en vivo y in vitro. En consecuencia, las nanopartículas recubiertas con una membrana de células madre permanecieron en circulación durante períodos prolongados y escaparon del sistema inmunitario, aumentando su acumulación en el sitio del tumor.
También se han aplicado nanopartículas recubiertas con membranas de células madre para administrar ARN de interferencia pequeño (ARNip) mediante terapia de hipertermia magnética e imágenes. Informes anteriores mencionaron la fabricación de nanopartículas de óxido de hierro superparamagnético (SPIO) utilizando una membrana MSC, que redujo la respuesta inmune.
Además, los receptores de adhesión CD44 se conservaron en la superficie de la membrana MSC durante la fabricación. Estas nanovesículas cebadas no fueron reconocidas por los macrófagos, lo que permitió su estabilidad en el torrente sanguíneo. El tamaño nanométrico y la capacidad de localización de tumores de las MSC ayudaron a que las nanovesículas produjeran un contraste oscuro en las imágenes por resonancia magnética (IRM) ponderadas en T2.
Conclusión
Las nanopartículas recubiertas con membranas celulares ayudaron a crear varias estrategias de entrega específicas. En particular, las nanopartículas recubiertas con membranas de células madre tienen las siguientes ventajas: Las células madre son fáciles de aislar y multiplicar. in vitro. Por lo tanto, el potencial multilineal y los fenotipos podrían conservarse durante más de 50 duplicaciones de población. in vitro.
Las nanopartículas recubiertas con membranas de células madre también tienen una capacidad intrínseca para combatir la inflamación o las lesiones tumorales. Por lo tanto, estas nanopartículas se han establecido para la terapia tumoral y proporcionan una base sólida para los sistemas de administración mediados por membranas de células madre.
Por otro lado, las nanopartículas recubiertas con membranas de células madre tienen las siguientes desventajas: a pesar de varias fuentes para recolectar MSC (UC-MSCs/BM-MSCs/ATMSCs), el número de células obtenidas es limitado, aunque las iPSCs son relativamente fáciles de obtener por reprogramación. células somáticas diferenciadas, que está reprogramando un paso costoso que limita las aplicaciones clínicas de las iPSC.
Relación
Zhang W, Huang X (2022). Sistema de administración dirigido a tumores revestidos de membrana de células madre. Materiales hoy orgánicos. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590006422001752
