La nanotecnología, opción contra el cáncer

Las moléculas de los fármacos no sólo tienen que resultar efectivas contra las enfermedades, sino también ser lo bastante fuertes para ir del lugar por donde entraron al cuerpo hasta donde tienen que actuar. Como el cuerpo dedica muchos esfuerzos a perseguir y destruir cosas que están donde no deben -ya se trate de moléculas, virus, bacterias o incluso células errantes del mismo cuerpo-, no es proeza fácil diseñar fármacos capaces de lograrlo.

Lo anterior es doblemente cierto cuando la droga en cuestión estimula uno de esos mecanismos que se disparan ante la presencia de cosas "fuera de lugar", que es precisamente lo que hacen las que provocan un fenómeno llamado ribointerferencia o interferencia por ARN. La iARN, como se le conoce en su forma abreviada, es un acercamiento a la farmacología que podría revolucionar dicho campo si se empleara de manera rutinaria. El método utiliza un mecanismo natural antiviral que bloquea la actividad de los genes causantes de enfermedades, así que cualquier enfermedad causada por la actividad (en oposición a la inactividad) de un gen en particular podría, en principio, recibir este tratamiento.

Poner estos fármacos iARN dentro de las células que los necesitan resulta, sin embargo, más difícil de lo que la gente esperaba. Así que la noticia de que Siwen Hu y Timothy Triche, del Hospital del Niño de Los Angeles, y Mark Davis, del Instituto de Tecnología de California, creen haber resuelto cómo hacerlo en el caso de cierta forma de cáncer, podría representar un avance importante.

Las drogas iARN funcionan como un "asaltante" que ataca a uno de los mensajeros moleculares de la célula. La información que se requiere para fabricar proteínas -la molécula que realiza la mayor parte del trabajo dentro de la célula- se almacena bajo la forma de genes en las cadenas dobles de ADN del núcleo de la célula. Cuando se necesita una proteína en particular, la información se copia en una molécula de una sola cadena llamada ARN. El ARN entonces lleva el mensaje a los lugares donde se fabrican las proteínas, y el mensaje se transforma en proteína.

Muchos virus actúan subvirtiendo este mecanismo: inyectan su propio ARN en una célula para obligarla a producir proteínas virales en lugar de las propias. Pero el ARN viral con frecuencia lleva dos cadenas cuando entra a la célula, así que una manera ingeniosa de lidiar con las invasiones virales es reconocer el ARN por su doble cadena y destruirlo. Y eso es exactamente lo que pasa. La mayoría de las células destruyen muy rápido el ARN de doble cadena de cualquier clase.

La ribointerferencia interfiere en este proceso para detener la producción de las proteínas causantes de enfermedades. Las moléculas de las drogas son también cadenas de ARN, pero son los complementos químicos de las cadenas mensajeras causantes de enfermedades. Es decir, "se aparean" con sus objetivos para formar moléculas de doble cadena, y entonces el mecanismo antiviral desbarata las moléculas. Lo que no han podido hacer los investigadores es meter un número suficiente de cadenas complementarias en las células enfermas. Aquí es donde entran los doctores Hu, Triche y Davis.

Su solución es envolver el ARN terapéutico en una nanopartícula hecha de dos polímeros llamados ciclodextrina y glicol polietileno, y revestirla con una proteína llamada transferina. La transferina es la que provee la magia. Su trabajo normal es acarrear átomos de hierro, los cuales no pueden penetrar las membranas celulares por sí mismos. Los investigadores creen que la transferina y su receptor pueden realizar la misma función con sus nanopartículas, y saben que las células de un tumor tienen más receptores de transferina que las células sanas. Así, calculan que ésta puede ser una forma de lograr que las nanopartículas se concentren dentro de los tumores. Una vez adentro, la atmósfera ácida de la célula disolvería la partícula y liberaría el ARN.

Problema doble

Para probar esta idea, los investigadores inyectaron sus nanopartículas en ratones que habían sido manipulados para que les diera el sarcoma de Ewing, un tipo raro de cáncer infantil. Escogieron esta enfermedad porque la causa un gen nuevo que no se encuentra en individuos sanos, lo cual lo convierte en un blanco no ambiguo para el ARN terapéutico. El gen nuevo se crea cuando dos cromosomas, los números 11 y 22, se quiebran en dos; esta ruptura se inicia en ciertos puntos débiles y parte del cromosoma 11 se junta con parte del cromosoma 22. Más mala suerte no puede haber: el ADN presente en la unión forma una secuencia que la maquinaria lectora de genes de la célula reconoce como un gen, y este gen dispara un crecimiento celular incontrolable (cáncer, en otras palabras) en ciertas células óseas y musculares.

Los ratones inyectados con células del sarcoma de Ewing desarrollan cánceres secundarios, similares a los que se ven en pacientes humanos. Sin embargo, cuando los investigadores inyectaron sus nanopartículas en la corriente sanguínea de animales aquejados con tumores de Ewing, el crecimiento de dichos tumores se hizo más lento. Aún mejor, si inyectaban a los animales las nanopartículas poco después de inocularles las células cancerosas, lograban detener la formación de cánceres secundarios.

Otros científicos han demostrado que pueden usar la ribointerferencia para desacelerar el crecimiento tumoral en ratones, pero han tenido que inyectar el ARN directamente en el tumor, lo cual tiene su chiste. Los doctores Hu, Triche y Davis son los primeros en demostrar que se puede inyectar el ARN directamente en la corriente sanguínea de un animal y dejar que él solo encuentre su camino hacia el objetivo.

Los tres investigadores se encuentran actualmente perfeccionando el sistema, de manera que pueda experimentarse en pacientes humanos, y también se aseguran de que el tratamiento funcione en otros tipos de cáncer, aparte del sarcoma de Ewing. Si pueden lograr estas dos cosas, habrán encontrado la manera de lanzar la iARN al estrellato.

FUENTE: EIU/INFO-E

Traducción de textos: Jorge Anaya