Nanobiorreactor multifuncional retroalimentado por óxido nítrico, para el tratamiento del cáncer

El tratamiento del cáncer con quimioterapia tiene la limitante de que algunas células tumorales pueden desarrollar resistencia múltiple a fármacos anticancerígenos. Esta resistencia se ha relacionado con la sobreexpresión en la membrana celular de proteínas transportadoras de fármacos, como la glicoproteína P (P-gp), que, a su vez, es inhibida por el gas óxido nítrico (NO).  

Investigadores de China sintetizaron un nanobiorreactor multifuncional  que consiste en  micelas cargadas con el fármaco anticancerígeno doxorrubucina (DOX), recubiertas con el amino ácido L-arginina (L-Arg) (precursor del gas NO) y con la enzima glucosa oxidasa (GOx) (catalizador), unidas mediante un enlace disulfuro. A este nanobiorreactor se le denominó micela-DOX-Arg-GOx. 

 

Dentro de la célula tumoral se liberan la DOX y la L-Arg por la acción de glutatión intracelular. La L-Arg induce la producción de NO, lo que inhibe a la proteína P-gp y favorece el efecto del fármaco DOX. Por otro lado, la enzima GOx cataliza la producción de peróxido de hidrógeno (H₂O₂) a partir de glucosa, lo que incrementa la producción de NO y permite que se inicie un nuevo ciclo de actividad citotóxica. 

 

La acción terapéutica de la micela-DOX-Arg-GOx está retroalimentada por la producción del NO. Al ser un gas, el NO es permeable para las células, lo que aumenta su actividad catalítica en comparación con otros nanobiorreactores cuyo sustrato no es tan permeable. En un modelo animal de cáncer, la administración intravenosa de la micela-DOX-Arg-GOx tuvo efectos terapéuticos al disminuir en 12 días el volumen del tumor sin afectar otros parámetros fisiológicos de los animales. 

 

La generación de nanobiorreactores multifuncionales sinérgicos que combinen la quimioterapia con moléculas biológicas altamente reactivas y se retroalimenten a partir de la producción de gases abre nuevas posibilidades para la nanomedicina.

 

Los resultados fueron publicados recientemente en Chinese Chemical Letters