Los clínicos de hoy tienen un arsenal de más de 200 medicamentos a su disposición para tratar una variedad de cánceres: 68 medicamentos fueron aprobados solo entre 2011 y 2016. Pero muchos agentes quimioterapéuticos plantean desafíos obstinados: causan efectos secundarios graves porque matan de manera saludablecélulas además de las células cancerosas; algunas formas de cáncer desarrollan resistencia a los medicamentos; y muchas de esas quimioterapias, al ser poco solubles en agua, demuestran una baja biodisponibilidad que resulta en un suministro de medicamentos subóptimo a las células cancerosas.
Una posible solución radica en la combinación sinérgica de un fármaco quimioterapéutico con material genético diseñado para neutralizar los genes malévolos que confieren resistencia a ese fármaco, entre otras funciones.
Si bien existen numerosos ejemplos de vehículos sintéticos de administración dual de genes y fármacos, los nuevos materiales híbridos desarrollados en el laboratorio de la Facultad de Ingeniería Tandon de la NYU utilizan proteínas fácilmente modificables para administrar un golpe químico uno-dos: combinan un "contenedor" de lípidospara la transfección el transporte de carga a través de una membrana celular y una cápsula de proteína fácil de fabricar que puede unir pequeñas moléculas quimioterapéuticas y ácidos nucleicos.
Desarrollado por un equipo dirigido por el Profesor Asociado de Ingeniería Química y Biomolecular de NYU Tandon, Jin Kim Montclare, quien también se desempeña como Profesor Afiliado de Química en la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Nueva York, y Profesor Afiliado de Biomateriales en la Facultad de Odontología de la Universidad de Nueva York, además de estar afiliado a SUNY Downstate como profesor de bioquímica: el material híbrido de lípidos y proteínas, llamado lipoproteoplex, comprende una macromolécula de proteína sobrealimentada en espiral y un agente de transfección disponible comercialmente llamado Lipofectamine 2000.
Debido a que los investigadores diseñaron la proteína macromolécula con grandes cargas positivas en la superficie y un núcleo hidrófobo, puede ser fácilmente adornada con ARN interferente corto ARNip con carga negativa, una herramienta poderosa para suprimir genes que invocan resistencia a los medicamentos y propagan enfermedadesestados - mientras que también sirve como un eficiente y reductor de toxicidad, transporta todo el agente quimioterapéutico hidrófobo doxorrubicina.
En una investigación publicada en Biomacromoléculas , una revista de la American Chemical Society, el equipo detalla cómo el lipoproteoplex expuesto a muestras de la línea celular de cáncer de seno MCF-7 entregó más doxorrubicina a las células objetivo que Lipofectamine 2000 solo, lo que resultó en una disminución sustancial en MCF-7viabilidad celular. También demostraron que la macromolécula híbrida tuvo un gran éxito en la transfección de ARNip, silenciando el gen en un 60 por ciento.
Montclare dijo que un beneficio clave del nuevo lipoproteoplex es la facilidad de modificación, un activo para los investigadores que estudian las células cuyo comportamiento genéticamente invocado cambia con el tiempo y difiere según la línea celular y el paciente. Más bien como un sistema de componentes de mezclar y unir,lipoproteoplex permite a los investigadores intercambiar una proteína o componente lipídico sobrealimentado y cualquier cantidad de ARNip para abordar una línea celular específica y un tipo de medicamento.
"A diferencia de otras actividades para producir sistemas de administración dual de genes y fármacos, este enfoque no requiere procedimientos tediosos de síntesis química; más bien podemos biosintetizar cualquier variante de la proteína sobrealimentada", dijo. "Esto permite sustituir diferentes moléculas de ARNsi ymedicamentos quimioterapéuticos para satisfacer las necesidades de laboratorio "
En un trabajo reciente sobre materiales híbridos basados en proteínas, Montclare y sus colaboradores combinaron una proteína sobrealimentada diseñada con el reactivo de transfección Fugene. La combinación exhibió una mejora de ocho veces en la eficiencia de transfección del ADN en comparación con Fugene solo, con citotoxicidad insignificante.
Montclare está investigando los mecanismos que permiten que estas lipoproteoplexas entreguen efectivamente genes y medicamentos a través de diferentes líneas celulares.
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Materiales proporcionado por NYU Tandon School of Engineering . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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