Los investigadores apuntan a los tumores con 'Nanoworms' pequeña

Mayo 28, 2016 Admin Salud 0 3
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Su descubrimiento, descrito en la edición de esta semana de la revista Advanced Materials, es una reminiscencia de la película de ciencia ficción de 1966 la ciencia, Fantastic Voyage, en el que un submarino es reducido a dimensiones microscópicas, luego se inyecta en el torrente sanguíneo para eliminar un coágulo de sangre de un diplomático del cerebro.

Usando nanoworms, los médicos finalmente deben ser capaces de atacar y revelar la ubicación de desarrollar tumores que son demasiado pequeños para detectar con los métodos convencionales. Llevar carga útil dirigido a características específicas de tumores, estos vehículos microscópicas podrían un día también proporcionar los medios para transportar más eficazmente fármacos contra el cáncer son tóxicos para estos tumores en altas concentraciones sin afectar a otras partes del cuerpo.




"La mayoría de las nanopartículas son reconocidas por los mecanismos de protección del cuerpo, que captura y retirarlos de la circulación sanguínea en cuestión de minutos", dijo Michael Marinero, profesor de química y bioquímica en la Universidad de California en San Diego, quien dirigió el equipo de investigación. "La razón de estos gusanos funcionan tan bien es debido a una combinación de la forma y de un revestimiento polimérico sobre su superficie que permite a nanoworms para evadir estos procesos de eliminación naturales. Como resultado, nuestros nanoworms pueden circular en el cuerpo de un ratón para muchas horas ".

"Cuando se une a las drogas, estos nanoworms podrían ofrecer a los médicos la capacidad de aumentar la eficacia de los medicamentos, lo que les permite abastecer directamente a los tumores", dijo Sangeeta Bhatia, un médico, el bioingeniero y profesor de Ciencias de la Salud y Tecnología de MIT quien fue parte del equipo. "Ellos podrían disminuir los efectos secundarios de los fármacos anti-cáncer tóxicos al limitar la exposición de los tejidos normales y proporcionar un mejor diagnóstico de tumores y los ganglios linfáticos anormales."

Los científicos han construido sus nanoworms de nanopartículas de óxido de hierro esféricas que se unen, como segmentos de una lombriz de tierra, para producir diminuta gomosos estructuras similares a gusanos de unos 30 nanómetros de largo, o cerca de 3 millones de veces más pequeñas que una lombriz de tierra. La composición de óxido de hierro permite a los nanoworms aparezcan brillantes en dispositivos de diagnóstico, en particular, resonancia magnética, o una resonancia magnética, las máquinas que se utilizan para detectar tumores.

"El óxido de hierro utilizado en los nanoworms tiene una propiedad de superparamagnetismo, lo que los hace parecer muy brillantemente en la RM", dijo Marino. "El magnetismo de los segmentos individuales de óxido de hierro, generalmente de ocho a nanoworm, se combinan para proporcionar una señal mucho más grande que lo que se observa si los segmentos están separados. Esto se traduce en una mejor capacidad de ver los tumores más pequeños, esperemos que permite a los médicos a realizar un diagnóstico de cáncer en etapas tempranas del desarrollo ".

Además del recubrimiento de polímero, que se deriva de dextrano biopolímero, los científicos recubiertas con sus nanoworms molécula de direccionamiento específico de tumor, un péptido llamado F3, desarrollado en el laboratorio de Erkki Ruoslahti, biólogo celular y profesor Burnham Instituto para la Investigación Médica en UC Santa Barbara. Este péptido permite que los nanoworms para apuntar y casa en en tumores.

"Debido a su forma alargada, el nanoworm puede llevar a muchas moléculas F3 que pueden unirse simultáneamente a la superficie del tumor", dijo Marino. "Y este efecto cooperativo mejora significativamente la capacidad de la nanoworm para conectarse a un tumor."

Los científicos pudieron comprobar en sus experimentos que sus nanoworms alojados en sitios de tumor mediante la inyección en la sangre de los ratones con tumores y después de la agregación de nanoworms sobre los tumores. Ellos encontraron que los nanoworms, a diferencia de las nanopartículas esféricas de tamaño similar que fueron llevados de la sangre por el sistema inmune, se han mantenido en la sangre por hora.

"Esta es una propiedad importante porque cuanto más estos nanoworms pueden permanecer en el torrente sanguíneo, más posibilidades que tienen para alcanzar sus objetivos, los tumores", dijo Ji-Ho Park, un estudiante graduado en la Universidad de California en San Diego, en la ciencia de materiales y obras de ingeniería en el laboratorio Marinero.

Park fue la fuerza motivadora detrás del descubrimiento cuando accidentalmente descubrió que los agregados de gusanos gomosos de nanopartículas permanecieron durante horas en el torrente sanguíneo a pesar de su tamaño relativamente grande.

Aunque todavía no está claro por qué los investigadores, Parque señala que "de forma flexible en movimiento, una estructura dimensional de nanoworm puede ser una de las razones de su larga vida en la sangre."

Los investigadores están ahora trabajando en el desarrollo de formas de adjuntar drogas a los nanoworms y químicamente el tratamiento de sus exteriores con química específica "códigos postales," que permitirán que sean entregados a los tumores específicos, órganos y otras partes del cuerpo.

"Ahora estamos utilizando nanoworms para construir la próxima generación de nanodispositivos dirigidos a tumores inteligente", dijo Ruoslahti. Esperamos que estos dispositivos mejoran el diagnóstico por imagen del cáncer y permiten Pinpoint focalización de los tratamientos en tumores cancerosos. "

Otros investigadores involucrados en el desarrollo fueron Michael Schwartz, de la Universidad de California San Diego, Geoffrey von Maltzahn de MIT y la Universidad de California Santa Barbara Lianglin Zhang. El proyecto fue financiado por subvenciones del Instituto Nacional del Cáncer de los Institutos Nacionales de Salud.

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