Biotecnología
Los Ácidos Nucleicos Esféricos Mejoran Dramáticamente la Administración de Quimioterapia
Entrega Terapéutica Impulsada por Nanotecnología en el Cáncer
Nuestro entendimiento del cáncer ha progresado enormemente en las últimas décadas, lo que ha llevado al descubrimiento de diversas moléculas capaces de eliminar células cancerosas. El problema, sin embargo, es que las células cancerosas siguen formando parte del cuerpo, aunque actúen de manera anormal y eventualmente destruyan al resto de las células.
Esto significa que los mismos fármacos que matan las células cancerosas pueden ser bastante tóxicos para el resto de las células del cuerpo. Además, las anomalías metabólicas y genéticas de las células cancerosas a menudo dificultan su absorción de los compuestos químicos que son útiles contra ellas.
Por ambas razones, el proceso de entregar los fármacos contra el cáncer a las células cancerosas puede ser tan importante, o incluso más importante, que la eficacia del propio fármaco. De este modo, no solo se reducen los efectos secundarios negativos, sino que el tratamiento será lo suficientemente eficaz como para salvar al paciente.
Un objetivo preciso también es importante para reducir el riesgo de que el cáncer regrese, ya que una mayor eficiencia implica menos probabilidad de que queden células cancerosas “escondidas” al tratamiento.
Un método de entrega especialmente prometedor utiliza Ácidos Nucleicos Esféricos (SNAs), un nuevo tipo de nanomolécula que es bien tolerada por el cuerpo. Investigadores de la Universidad Northwestern demostraron recientemente que los SNAs podrían aumentar radicalmente la eficiencia de un fármaco contra la leucemia.
Publicaron sus resultados en ACS Nano1, bajo el título “Chemotherapeutic Spherical Nucleic Acids”.
Desafíos en la Administración de Fármacos contra el Cáncer
Gran parte del aumento en la tasa de supervivencia del cáncer en las últimas dos décadas se ha vinculado a mejores sistemas de entrega para los tratamientos oncológicos. Por ejemplo, los anticuerpos, especialmente los anticuerpos monoclonales, se han convertido en una de las mejores opciones terapéuticas para muchos tipos de cáncer.
Otra opción es usar un sistema de direccionamiento pasivo de fármacos, donde biomoléculas o nanopartículas se dirigen específicamente a las células cancerosas.
Fuente: MDPI
Mientras los anticuerpos dominaron la oncología en los últimos años, una alternativa en ascenso es la nanotecnología, con nanopartículas diseñadas especialmente que pueden adherirse directamente a las células cancerosas y entregar la quimioterapia más allá de la membrana celular.
Fuente: MDPI
Ácidos Nucleicos Esféricos (SNAs)
Los investigadores de este estudio utilizaron construcciones de ácidos nucleicos esféricos liposomales (SNA). Estas están formadas por un núcleo nanoparticulado, rodeado por una capa compuesta de una disposición densamente empaquetada y altamente orientada de ácidos nucleicos.
Fuente: Nature
Los SNAs fueron creados por primera vez en 1996 por Chad Mirkin en Northwestern University, quien también es el investigador principal de este estudio.
Se pueden crear muchos SNAs diferentes variando la naturaleza del núcleo nanoparticulado (oro, plata, sílice, liposoma, proteínas, etc.) y las secuencias de los ácidos nucleicos (ADN, ARN, etc.).
Fuente: Cancers
Nanomedicina Estructural: Una Nueva Era en la Entrega de Fármacos
En estudios previos se descubrió que las células reconocen los SNAs e invitan a su ingreso. Más importante aún, las células cancerosas, debido a su actividad excesiva, incorporan los SNAs a una velocidad mucho mayor que las células sanas.
Así, la propia naturaleza de las células cancerosas las hace más receptivas a los SNAs.
“La mayoría de las células poseen receptores de escavado en sus superficies. Pero las células mieloides sobreexpresan estos receptores, por lo que hay aún más de ellos.
Si reconocen una molécula, la arrastran al interior de la célula. En lugar de tener que forzar su entrada, los SNAs son tomados naturalmente por estos receptores.”
Esto forma parte del campo en expansión de la nanomedicina estructural, que utiliza un control estructural y composicional preciso para afinar cómo los nanomedicamentos interactúan con el cuerpo humano.
Actualmente hay 7 terapias basadas en SNAs en ensayos clínicos, no solo para el cáncer, sino también para enfermedades infecciosas, neurodegenerativas y autoinmunes.
Resultados Preclínicos en Leucemia Mieloide Aguda (LMA)
Construcción de SNAs de Quimioterapia
Los investigadores probaron su SNA liposomal para el tratamiento de la leucemia. Utilizaron 5‑fluorouracilo (5‑Fu), con el componente de ácido nucleico del SNA formado por 10 unidades de 5‑fluoro‑2′‑desoxuridina químicamente interconectadas.
Fuente: ACS Publications
La quimioterapia tradicional 5‑Fu a menudo no logra alcanzar eficientemente las células cancerosas. También puede provocar muchos efectos secundarios problemáticos de la quimioterapia: náuseas, fatiga y, en casos raros, insuficiencia cardíaca.
El problema no es solo la toxicidad del fármaco en sí, sino que apenas el 1 % del tratamiento se disuelve en el cuerpo. Por ello se agrupa o permanece en forma sólida, y el organismo no puede absorberlo de manera eficiente.
Todos sabemos que la quimioterapia suele ser terriblemente tóxica. Pero mucha gente no se da cuenta de que también suele ser poco soluble, por lo que debemos encontrar formas de transformarla en formas solubles en agua y entregarla eficazmente.”
La sobreexpresión de los receptores de SNAs por parte de las células mieloides (que causan la leucemia) significa que incluso una dosis menor de 5‑Fu alcanzará las células cancerosas, mientras que una dosis mucho menor afecta a las células sanas.
Una ventaja adicional es que los SNAs liposomales son muy solubles, eliminando también ese problema.
“Los quimioterapéuticos actuales matan todo lo que encuentran. Así, matan las células cancerosas, pero también muchas células sanas. Nuestra nanomedicina estructural busca preferentemente las células mieloides.
En lugar de saturar todo el cuerpo con quimioterapia, entrega una dosis más alta y focalizada exactamente donde se necesita.”
Mejoras de Eficacia con la Entrega mediante SNAs
La entrega impulsada por SNAs de 5‑Fu al interior de las células es 12,5 veces mayor que sin el SNA. Más importante aún, en un estudio in vitro, la mejora alcanzó 4 órdenes de magnitud (>1 000 x).
En ratones utilizados para simular la leucemia humana, el SNA quimioterapéutico mostró una eficacia antitumoral 59 veces mayor que el 5‑Fu solo. Quizá aún más relevante, los ratones no mostraron ninguno de los efectos secundarios del 5‑Fu cuando fueron tratados con SNAs.
“En modelos animales demostramos que podemos detener los tumores en seco.
Si esto se traduce a pacientes humanos, es un avance realmente emocionante. Significaría quimioterapia más eficaz, mejores tasas de respuesta y menos efectos secundarios.”
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| Métrica | 5‑Fu libre (estándar) | 5‑Fu entregado con SNA (SNA liposomal) |
|---|---|---|
| Captación celular (células LMA) | 1× (línea base) | ~12,5× mayor |
| Potencia citotóxica in vitro | 1× (línea base) | Hasta ~10 000× mayor |
| Eficacia antitumoral en ratones (modelo LMA) | 1× (línea base) | ~59× mayor reducción tumoral |
| Toxicidad/efectos secundarios observados (en el estudio) | Efectos secundarios conocidos significativos del 5‑Fu (náuseas, fatiga, cardiotoxicidad) | No se observó toxicidad evidente en los parámetros evaluados (estudio en ratones) |
Aplicaciones Clínicas y Comerciales Futuras de los SNAs
Los SNAs están convirtiéndose rápidamente en un mecanismo de entrega muy prometedor para los fármacos de quimioterapia.
El siguiente paso probablemente será probar otros fármacos en el mismo modelo animal, para ver si los resultados pueden mejorarse aún más. Por ejemplo, otro fármaco de quimioterapia conocido por sus problemas de toxicidad pero altamente eficaz en la eliminación de células podría volverse tolerable o casi inofensivo con los SNAs, mientras se vuelve aún más capaz de destruir células cancerosas.
A largo plazo, será necesario realizar estudios en humanos para evaluar el potencial de esta tecnología en pacientes reales. Este proceso suele ser costoso, comenzando desde la fase I (pruebas en personas sanas para determinar tolerancia) hasta la fase III (pruebas en numerosos pacientes con cáncer).
Comercialización y Start-ups de SNAs
CancerVax
Chad A. Mirkin, el científico principal de este estudio y descubridor de los SNAs, es también el fundador científico de Flashpoint Therapeutics, una empresa dedicada a desplegar los SNAs en aplicaciones terapéuticas humanas.
Aseguran, a partir de 9 estudios in vivo, que los SNAs muestran una entrega 35 veces mejorada, una activación inmune 80 veces más fuerte y un aumento de 6,5 veces en la destrucción tumoral por células T. Los SNAs pueden ser absorbidos por más de 60 tipos diferentes de células.
Fuente: Flashpoint Therapeutics
La empresa ha anunciado un acuerdo de investigación con CancerVax, una compañía que desarrolla una plataforma de tratamiento universal contra el cáncer que utiliza el sistema inmunitario del cuerpo para combatir la enfermedad.
La inversión directa en CancerVax solo es posible para inversores acreditados, pero también se está llevando a cabo una recaudación de fondos mediante crowdfunding, abierta a todo tipo de inversores, a $2.1 por acción, situando a la empresa con una valoración superior a $80 M.
“La plataforma de Tratamiento Universal contra el Cáncer de CancerVax requiere una entrega precisa y multicomponente para detectar y marcar eficazmente las células cancerosas.
Nuestra tecnología está singularmente capacitada para este desafío, ofreciendo la capacidad de empaquetar y entregar cargas útiles de mRNA inteligente con la eficiencia y precisión necesarias para realizar todo el potencial de este prometedor enfoque terapéutico.”
Además del cáncer, los SNAs también podrían usarse para la entrega de terapias basadas en CRISPR.
Los LNP‑SNAs ingresaron a las células hasta tres veces más eficazmente, causaron menos toxicidad, aumentaron la eficiencia de edición génica tres veces y mejoraron las reparaciones precisas de ADN en más del 60 %, en comparación con los sistemas estándar de nanopartículas lipídicas.
En conjunto, los SNAs están claramente alcanzando el punto en que son una tecnología muy prometedora tanto en estudios in vitro como in vivo en animales, y están listos para explorar aplicaciones humanas en cáncer, terapia génica y otras aplicaciones médicas clave.
También es probable que se beneficien del surgimiento de otras terapias y tecnologías de precisión, como CRISPR, que potenciará el potencial de los SNAs.
Estudio Referenciado
1 .Taokun Luo, Young Jun Kim, Zhenyu Han, Jeongmin Hwang, Sneha Kumari, Vinzenz Mayer, Alex Cushing, Roger A. Romero, Chad A. Mirkin. Chemotherapeutic Spherical Nucleic Acids. ACS NanoVol 19/Issue 44. 29 de octubre de 2025. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c16609
