Científicos de la Universidad Estatal de Michigan han desarrollado una nueva y más eficaz forma de monitorear las concentraciones de una droga quimioterapéutica, para mantener los tratamientos de los pacientes dentro de la ventana terapéutica.
La nanotecnología mejora la administración de quimioterapia
26 de Septiembre de 2019 | Historia original de la Universidad Estatal de Michigan
A pesar de los avances que ocurren diariamente en la medicina, todavía hay muchas conjeturas cuando se trata de administrar quimioterapia a pacientes con cáncer. Una dosis demasiado alta puede resultar en la muerte de células y tejidos sanos, desencadenando más efectos secundarios o incluso la muerte; mientras que, una dosis demasiado baja puede “aturdir”, en lugar de matar, las células cancerosas, lo que les permite volver, en muchos casos, mucho más fuerte y mortal que antes del tratamiento.
Bryan Smith, profesor asociado de ingeniería biomédica, creó un proceso basado en imágenes de partículas magnéticas (MPI) que emplea nanopartículas superparamagnéticas como agente de contraste y una fuente de señal única para monitorear la liberación de fármacos en el sitio del tumor.
“El método no es invasivo y podría dar a los médicos una visualización cuantitativa inmediata de cómo se distribuye el medicamento en cualquier parte del cuerpo”, dijo Smith. “Con las MPI, en el futuro, los médicos podrían observar la cantidad de fármaco subministrado directamente al tumor y luego, ajustar las cantidades sobre la marcha. Adicionalmente, si la toxicidad es una preocupación, el método proporciona simultáneamente imágenes del hígado, bazo o riñones, minimizando los efectos secundarios. De esa manera, podrían asegurar con precisión que cada paciente permanezca dentro de la ventana terapéutica”.
El equipo de Smith, que incluye científicos de la Universidad de Stanford, utilizó modelos murinos para aparear su sistema de nanopartículas superparamagnéticas con Doxorubicina, un fármaco quimioterapéutico común. Los resultados, publicados en el último número de la revista NanoLetters, muestran que la combinación de nano compuestos sirve como un sistema de administración de medicamentos, así como de rastreo por MPI.
MPI es una nueva tecnología de imágenes, más rápida que la resonancia magnética tradicional (RM) y tiene un contraste casi infinito. Cuando se combina con el nano compuesto, puede iluminar las tasas de administración de los fármacos, en el interior de los tumores ocultos en las profundidades del cuerpo.
A medida que el nano compuesto se degrada, comienza a liberar Doxorubicina en el tumor. Simultáneamente, el nano clúster de óxido de hierro comienza a desmontarse, lo que desencadena los cambios de señal MPI. “Permitirá a los médicos ver con mayor precisión cuánta medicina está llegando al tumor a cualquier profundidad”, explicó Smith.
“Demostramos que los cambios en la señal de MPI están correlacionados linealmente con la liberación de Doxorubicina con una precisión cercana al 100 por ciento”, dijo. “Este concepto clave permitió que nuestra innovación de MPI monitoreara la liberación de drogas. Nuestra estrategia traslacional de utilizar un nano compuesto de óxido de hierro recubierto de un polímero biocompatible es prometedora en el uso clínico.”
Smith ha presentado una patente provisional para su innovador proceso. Además, los componentes individuales del equipo de nano compuestos creados por Smith ya han obtenido la aprobación de la FDA para su uso en medicina humana. Esto debería ayudar a acelerar la aprobación de la FDA para el nuevo método de monitoreo.
A medida que el proceso avanza hacia los ensayos clínicos, que potencialmente podrían comenzar dentro de siete años, el equipo de Smith comenzará a probar el MPI multicolor, para mejorar aún más las capacidades cuantitativas del proceso, así como otros medicamentos además de la Doxorubicina.
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Referencia: Zhu, et al. (2019) Quantitative Drug Release Monitoring in Tumors of Living Subjects by Magnetic Particle Imaging Nanocomposite. Nano Lett. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b01202
