Biotecnología
Ácidos Nucleicos Esféricos Mejoran Dramáticamente la Entrega de Quimioterapia
Nanotecnología Dirigida a la Entrega Terapéutica en Cáncer
Nuestra comprensión del cáncer ha avanzado enormemente en las últimas décadas, lo que ha llevado al descubrimiento de varias moléculas capaces de matar células cancerosas. El problema es, sin embargo, que las células cancerosas aún son parte del cuerpo, incluso si actúan de manera anormal y eventualmente matarán al resto de las células.
Esto significa que los mismos fármacos que matan las células cancerosas pueden ser tóxicos para el resto de las células del cuerpo también. Además, las anomalías metabólicas y genéticas de las células cancerosas a menudo obstaculizan su absorción de los químicos que son útiles contra ellas.
Por ambas razones, el proceso de entrega de los fármacos contra el cáncer a las células cancerosas puede ser tan importante, si no más importante, que la eficiencia del fármaco en sí. De esta manera, no solo se reducen los efectos secundarios negativos, sino que el tratamiento será lo suficientemente eficaz como para salvar al paciente.
La dirección precisa también es importante para reducir el riesgo de que el cáncer regrese, ya que una mayor eficiencia significa menos posibilidad de que las células cancerosas residuales “se escondan” del tratamiento.
Un método de entrega particularmente prometedor utiliza Ácidos Nucleicos Esféricos (SNAs), un nuevo tipo de nanomolécula que es bien tolerada por el cuerpo. Los investigadores de la Universidad Northwestern demostraron recientemente que los SNAs podrían aumentar radicalmente la eficiencia de un fármaco contra la leucemia.
Publicaron sus resultados en ACS Nano1, bajo el título “Ácidos Nucleicos Esféricos Quimioterápicos”.
Desafíos en la Entrega de Fármacos contra el Cáncer
Gran parte del aumento en la tasa de supervivencia del cáncer en las últimas 2 décadas se ha relacionado con mejores sistemas de entrega para los tratamientos contra el cáncer. Por ejemplo, los anticuerpos, especialmente los anticuerpos monoclonales, se han convertido en una de las mejores opciones terapéuticas para muchos tipos de cáncer.
Otra opción es utilizar un sistema de dirigimiento de fármacos pasivo, donde las biomoléculas o las nanopartículas apuntan específicamente a las células cancerosas.
Fuente: MDPI
Mientras que los anticuerpos han sido el centro de atención en la oncología en los últimos años, una alternativa en ascenso es la nanotecnología, con nanopartículas especialmente diseñadas que pueden unirse directamente a las células cancerosas y entregar quimioterapia más allá de la membrana celular.
Fuente: MDPI
Ácidos Nucleicos Esféricos (SNAs)
Los investigadores de este estudio utilizaron constructos de ácido nucleico esférico liposómico (SNA). Están compuestos por un núcleo de nanopartícula, rodeado de una capa hecha de una disposición densamente empaquetada y altamente orientada de ácidos nucleicos.
Fuente: Nature
Los SNAs fueron creados por primera vez en 1996 por Chad Mirkin en la Universidad Northwestern, quien también es el investigador principal de este estudio.
Muchos SNAs diferentes pueden crearse variando la naturaleza del núcleo de nanopartícula (oro, plata, sílice, liposoma, proteínas, etc.) y las secuencias de los ácidos nucleicos (ADN, ARN, etc.).
Fuente: Cancers
Nanomedicina Estructural: Una Nueva Era en la Entrega de Fármacos
En estudios anteriores, se descubrió que las células reconocen los SNAs y los invitan al interior. Más importante aún, las células cancerosas, debido a su actividad excesiva, incorporan SNAs a una tasa mucho mayor que las células sanas.
Así, la naturaleza misma de las células cancerosas las hace más reactivas a los SNAs.
“La mayoría de las células tienen receptores de scavenger en sus superficies. Pero las células mieloides sobreexpresan estos receptores, así que hay incluso más de ellos.
Si reconocen una molécula, entonces la pullarán hacia el interior de la célula. En lugar de tener que forzar su camino hacia el interior de las células, los SNAs son naturalmente absorbidos por estos receptores.”
Esto es parte del campo en crecimiento de la nanomedicina estructural, que utiliza un control estructural y composicional preciso para afinar cómo las nanomedicinas interactúan con el cuerpo humano.
Hay 7 terapias basadas en SNAs actualmente en ensayos clínicos, no solo para el cáncer, sino también para enfermedades infecciosas, enfermedades neurodegenerativas y enfermedades autoinmunes.
Resultados Preclínicos en Leucemia Mieloide Aguda (LMA)
Construyendo SNAs Quimioterápicos
Los investigadores probaron su SNA liposómico para el tratamiento de la leucemia. Utilizaron 5-fluorouracilo (5-Fu), con el componente de ácido nucleico del SNA hecho de 10 unidades de 5-fluoro-2′-deoxiuridina químicamente interconectadas
Fuente: ACS Publications
La quimioterapia tradicional 5-Fu a menudo falla al llegar a las células cancerosas de manera eficiente. También puede causar muchos efectos secundarios problemáticos de quimioterapia: náuseas, fatiga y, en casos raros, incluso insuficiencia cardíaca.
El problema no es solo la toxicidad del fármaco en sí, sino que apenas el 1% del tratamiento se disuelve en el cuerpo. Así que se aglomera o retiene una forma sólida, y el cuerpo no puede absorberlo de manera eficiente.
Sabemos que la quimioterapia es a menudo horriblemente tóxica. Pero mucha gente no se da cuenta de que también es a menudo pobremente soluble, así que tenemos que encontrar formas de transformarla en formas solubles en agua y entregarla de manera efectiva.”
La sobreexpresión de receptores de SNA por las células mieloides (que causan leucemia) significa que incluso una dosis más baja de 5-Fu aún llegará a las células cancerosas, pero una dosis mucho más baja llegará a las células sanas.
Un bonus adicional es que los SNAs liposómicos son muy solubles, eliminando ese problema también.
“Los quimioterápicos de hoy en día matan todo lo que encuentran. Así que matan las células cancerosas, pero también muchas células sanas. Nuestra nanomedicina estructural busca selectivamente las células mieloides.
En lugar de abrumar todo el cuerpo con quimioterapia, entrega una dosis más alta y más enfocada exactamente donde se necesita.”
Ganancias en Eficacia con la Entrega de SNA
La entrega de 5-Fu a través de SNA hacia el interior de las células es 12,5 veces mayor que sin el SNA. Más importante aún, en un estudio in vitro, una diferencia de cuatro órdenes de magnitud (>1.000 veces).
En ratones utilizados para simular la leucemia humana, el SNA quimioterápico tuvo una eficacia antitumoral 59 veces mayor que el 5-Fu solo. Tal vez aún más importante, los ratones no mostraron ninguno de los efectos secundarios del 5-Fu cuando se trataron con SNAs.
“En modelos animales, demostramos que podemos detener los tumores en su camino.
Si esto se traduce en pacientes humanos, es un avance realmente emocionante. Significaría una quimioterapia más efectiva, mejores tasas de respuesta y menos efectos secundarios.”
Deslizar para scrollear →
| Métrica | 5-Fu libre (estándar) | 5-Fu entregado por SNA (SNA liposómico) |
|---|---|---|
| Absorción celular (células LMA) | 1× (línea base) | ~12,5× mayor |
| Potencia de eliminación de células in vitro | 1× (línea base) | Hasta ~10.000× mayor |
| Eficacia antitumoral en ratones (modelo LMA) | 1× (línea base) | ~59× mayor reducción de tumor |
| Toxicidad/efectos secundarios observados (en el estudio) | Efectos secundarios significativos conocidos del 5-Fu (náuseas, fatiga, cardiotoxicidad) | No se observó toxicidad manifiesta en los parámetros evaluados (estudio en ratones) |
Aplicaciones Clínicas y Comerciales Futuras de los SNAs
Los SNAs están convirtiéndose rápidamente en un mecanismo de entrega muy prometedor para los fármacos de quimioterapia.
El próximo paso probablemente será examinar otros fármacos en el mismo modelo animal, para ver si los resultados pueden mejorarse aún más. Por ejemplo, otro fármaco de quimioterapia conocido por sus problemas de toxicidad pero altamente eficaz para matar células podría volverse tolerable o casi inofensivo con los SNAs, mientras se vuelve aún más capaz de matar células cancerosas.
A largo plazo, se necesitarán estudios en humanos para evaluar el potencial de esta tecnología en pacientes reales. Esto es a menudo un proceso costoso, que comienza desde la fase I (pruebas en personas sanas para determinar si pueden tolerar el fármaco) hasta la fase III (pruebas en muchos pacientes con cáncer real).
Comercialización y Empresas de SNAs
CancerVax
Chad A. Mirkin, el científico principal de este estudio y descubridor de los SNAs, también es el fundador científico de Flashpoint Therapeutics, una empresa dedicada a desplegar SNAs en aplicaciones terapéuticas humanas.
Afirmaron que, a partir de 9 estudios in vivo, los SNAs muestran una entrega mejorada 35 veces, una activación inmune 80 veces más fuerte y una eliminación de tumor 6,5 veces mayor por parte de las células T. Los SNAs pueden ser absorbidos por más de 60 tipos diferentes de células.
Fuente: Flashpoint Therapeutics
La empresa ha anunciado un acuerdo de investigación con CancerVax, una empresa que desarrolla una plataforma de tratamiento universal contra el cáncer que utiliza el sistema inmune del cuerpo para luchar contra el cáncer.
La inversión directa en CancerVax solo es posible para inversores acreditados, pero una recaudación de fondos a través de crowdfunding también está en curso, abierta a todos los tipos de inversores, a $2.1 por acción, lo que sitúa a la empresa en una valoración superior a $80M.
“La plataforma de Tratamiento Universal contra el Cáncer de CancerVax requiere una entrega precisa y multicomponente para detectar y marcar efectivamente las células cancerosas.
Nuestra tecnología está única y adecuadamente adaptada para este desafío, ofreciendo la capacidad de empaquetar y entregar cargas útiles de ARN inteligente con la eficiencia y precisión necesarias para realizar el pleno potencial de este enfoque terapéutico prometedor.”
Además del cáncer, los SNAs también podrían usarse para la entrega de terapias basadas en CRISPR.
Los LNP-SNAs entraron en las células hasta tres veces más efectivamente, causaron menos toxicidad, aumentaron la eficiencia de edición genética tres veces y mejoraron las reparaciones de ADN precisas en más de un 60%, en comparación con los sistemas de entrega de nanopartículas lipídicas estándar.
En general, los SNAs están claramente alcanzando el punto en el que son una tecnología muy prometedora a partir de estudios in vitro y in vivo en animales, y están listos para explorar aplicaciones humanas para el cáncer, la terapia génica y otras aplicaciones médicas clave.
También es probable que se beneficien del surgimiento de otras terapias y tecnologías de precisión, como CRISPR, lo que aumentará el potencial de los SNAs.
Estudio Referenciado
1 Taokun Luo, Young Jun Kim, Zhenyu Han, Jeongmin Hwang, Sneha Kumari, Vinzenz Mayer, Alex Cushing, Roger A. Romero, Chad A. Mirkin. Ácidos Nucleicos Esféricos Quimioterápicos. ACS NanoVol 19/Issue 44. 29 de octubre de 2025. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c16609
