Los aptámeros de ADN para la administración de fármacos proporcionan una acción dual contra las células madre de la leucemia

Los aptámeros de ADN para la administración de fármacos proporcionan una acción dual contra las células madre de la leucemia

Los aptámeros de ADN que contienen ADN portador de fármacos pueden dar un doble golpe a la leucemia al atacar con precisión las esquivas células madre cancerosas que siembran el cáncer, informan investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.

Los aptámeros (fragmentos cortos de ADN monocatenario que pueden producir moléculas como anticuerpos más grandes) no sólo administran medicamentos contra el cáncer sino que también son tóxicos para las células madre del cáncer, dijeron los investigadores.

Dirigidos por Xing Wang, profesor de bioingeniería y química de la U. de I. de I., los investigadores documentaron sus hallazgos en la revista.Materiales funcionales avanzados.

Este trabajo muestra una manera de llegar a la raíz de la leucemia. Los tratamientos dirigidos contra el cáncer suelen tener problemas de toxicidad o eficacia. Nuestros aptámeros buscan específicamente estas células madre y las matan eficazmente. “

Xing Wang, U. de I. Profesor de Bioingeniería y Química

La leucemia y otros cánceres de la sangre son más difíciles de atacar que los cánceres que producen tumores localizados porque las células cancerosas circulan por todo el cuerpo y no pueden extirparse quirúrgicamente, dijo el investigador postdoctoral Abhisek Dwivedy, primer autor del artículo. La leucemia tiene una alta tasa de recaída debido a su escape de las células madre. Aunque constituyen una pequeña fracción de las células cancerosas, las células madre de la leucemia pueden eliminarse mediante quimioterapia retirándose a la médula ósea porque comparten marcadores y propiedades, dijo Dwivedy. Las células cancerosas a veces pueden permanecer al acecho durante años y luego multiplicarse y migrar.

"Es importante atacar la leucemia, el linfoma u otros cánceres de la sangre y eliminar estas células madre, porque mientras queden, pueden causar recaídas y cánceres secundarios", dijo Dwivedy.

Los investigadores crearon por primera vez aptámeros de ADN que buscan marcadores que se encuentran en la superficie de las células madre de la leucemia mieloide aguda. Querían atacar específicamente no sólo el cáncer, sino también las células madre.

"Una cosa importante que demostramos en este estudio es que dos objetivos son mejores que uno en términos de selectividad", dijo Wang. "Existen conjugados anticuerpo-fármaco conocidos para los cánceres de la sangre que se dirigen a un marcador, pero ese marcador también se encuentra en muchas células sanas. Por lo tanto, hay mucha toxicidad con los conjugados de anticuerpos. Sin embargo, utilizamos dos objetivos: una combinación que se encuentra comúnmente en las células cancerosas de la leucemia y en las células madre de la leucemia. Los dos juntos dan un objetivo muy específico".

Luego, los investigadores combinaron sus aptámeros con el fármaco daunorrubicina para combatir la leucemia. Los aptámeros cargados de fármaco transportan el fármaco a su objetivo y lo liberan una vez dentro de la célula para que surta efecto.

"Esto es particularmente importante para fármacos como la daunorrubicina porque el fármaco en sí no puede cruzar fácilmente la membrana celular, pero los aptámeros pueden transportarlos", dijo Dwivedy.

Los investigadores probaron los aptámeros que administran fármacos en cultivos de células leucémicas y en ratones vivos con leucemia.

Después de 72 horas, el aptámero solo había reducido las células cancerosas en cultivo en un 40 por ciento, lo que demuestra la toxicidad del aptámero para el cáncer, informan los investigadores. Cuando los aptámeros portaban el fármaco para combatir la leucemia, las células fueron eliminadas con una dosis 500 veces menor que la dosis estándar del fármaco. En ratones con leucemia, la administración del fármaco a través del aptámero proporcionó la misma eficacia en una dosis diez veces menor que el estándar clínico y demostró que la combinación del aptámero y el fármaco es más eficaz que cualquiera de los dos por separado.

"Esto fue emocionante para nosotros porque en la investigación del cáncer, lo que vemos in vitro no siempre es lo que vemos en el cuerpo. Sin embargo, vimos una excelente supervivencia y reducción de tumores en los ratones tratados con nuestros conjugados aptámero-fármaco a una décima parte de la dosis terapéutica y sin efectos fuera del objetivo", dijo Wang.

Los investigadores dijeron que esperan ampliar su conjunto de aptámeros que administran fármacos identificando combinaciones clave de etiquetas para otros cánceres y uniendo los aptámeros a otros fármacos.

"Cada célula cancerosa tiene una firma en sus biomarcadores de superficie. Si podemos encontrar marcadores que estén presentes de manera única en las células cancerosas, también podemos atacar otros cánceres. Además, en mi experiencia, es mucho más fácil combinar un medicamento con las moléculas de ADN que con las proteínas, por lo que se abren las posibilidades para que más medicamentos se propaguen de esta manera", dijo Dwivedy.

Los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación Nacional de Ciencias apoyaron este trabajo. Wang está afiliado al Centro de Cáncer de Illinois, el Instituto Carl R. Woese de Biología Genómica y el Laboratorio de Micro y Nanotecnología Holonyak de la U. de I.

Fuentes: