La administración de nanopartículas de ADN y ARN da un gran paso adelante en los tratamientos cardiovasculares y antineoplásicos
Al hablar de avances médicos, a menudo se piensa en nuevos fármacos y tratamientos. Sin embargo, las innovaciones en biomateriales, nanodispositivos y procesos de administración farmacológica son igual de revolucionarias, puesto que crean el contexto para que puedan darse dichos avances. Una aplicación emocionante de la innovación biomédica y tecnológica es la terapia basada en ADN y ARN, una clase de tratamiento relativamente nuevo que ha pasado rápidamente de ser una curiosidad de la investigación a estar en las fases preclínica y clínica de desarrollo. La mayoría de las terapias con ADN y ARN utilizan nanopartículas para la administración farmacológica. Estos sistemas de administración inteligente pueden dirigirse a zonas corporales específicas para ofrecer un tratamiento más preciso y, por tanto, más eficaz. En el proyecto NANO-SUPREMI, financiado con fondos europeos, se desarrollaron satisfactoriamente nuevos nanosensores y nanoportadores basados en ADN cuyo uso médico vaticina ser muy prometedor. «Las nanopartículas basadas en ADN se han diseñado para dirigirse a las siguientes proteínas diana: NF-κB, TEAD, YAP/TAZ. Se ha descubierto recientemente que estas proteínas específicas constituyen un «punto de encuentro» crucial para diversas rutas de señalización intracelular, por lo que se utilizan como marcadores diagnósticos de enfermedades tales como el cáncer y las enfermedades cardiovasculares», explica Francesca Cavalieri, coordinadora de NANO-SUPREMI. Al bloquear estas proteínas, en el Hospital Universitario de St. Anne en Brno, dirigido por Giancarlo Forte y asociado al proyecto, se logró inhibir satisfactoriamente el crecimiento del cáncer de mama «in vitro» y ahora se intenta aplicar esta nanotecnología a las células tumorales de la próstata de un paciente.
Desentrañar la forma de acción de las nanopartículas terapéuticas
Para diseñar nuevas nanopartículas basadas en ADN y ARN, los investigadores primero crearon una secuencia de ADN capaz de unirse a ciertas proteínas y, para facilitar la captación celular y la señalización intracelular de la secuencia diseñada, envolvieron la secuencia de ADN en una nanopartícula con propiedades químicas y estructurales específicas. Mediante el empleo de técnicas microscópicas avanzadas, el equipo consiguió evaluar el tamaño y la forma de las nanopartículas y rastrear los bioprocesos a nanoescala, a saber: la captación celular, el tráfico intracelular y la administración selectiva de nanomedicamentos y nanopartículas de ADN, ARN interferente pequeño (siARN) y microARN (mARN). «Descubrimos que nuestro nanointerruptor de ADN recién desarrollado actúa como sonda dinámica para detectar y cuantificar comparativamente en tiempo real el silenciamiento intracelular del NF-κB, eliminando la necesidad de genes indicadores. Este dispositivo de detección sencillo, rápido y funcional es una alternativa interesante a las técnicas de tinción estándar basadas en anticuerpos y a las tecnologías de genes indicadores multipaso que requieren una gran cantidad de reactivos», explica Cavalieri. Los investigadores publicaron sus resultados en Nanoscale.
Una colaboración multidisciplinar a nivel mundial
La nanotecnología proporciona un juego de herramientas para conseguir avances en muchos ámbitos de la ciencia y la ingeniería. No es un campo único, sino una colaboración activa entre diferentes disciplinas para manipular materiales a nivel atómico y molecular. Cuando se aplica a la medicina, los resultados son especialmente emocionantes y pueden mejorarnos la vida sensiblemente. El proyecto NANO-SUPREMI proporcionó tanto a investigadores noveles como experimentados la oportunidad de recibir formación multidisciplinar en biología molecular, óptica, imagenología biológica, nanobiomateriales y química bioanalítica. Los miembros del equipo organizaron la transferencia de conocimientos mediante métodos de formación experimentales, una serie de talleres y seminarios entre las instituciones de investigación y educación ubicadas en la República Checa, Italia, Australia, Brasil, Cuba y Estados Unidos.
Palabras clave
NANO-SUPREMI, ADN, ARN, nanopartículas, medicina, señalización intracelular, administración de medicamentos de manera selectiva