Nanopartículas: facilitando la administración dirigida de fármacos en la terapia para el cáncer
Ingeniería de nanopartículas con propiedades óptimas para el uso en las terapias del cáncer.
Soluciones en Farmacéuticos
Adeline Siew, PhD
PharmTech habló con Robert Langer, profesor del Instituto de Tecnología de Massachusetts y fundador de BIND Biosciences; Stephen Zale, vicepresidente de desarrollo en BIND Biosciences; y Yanli Zhao, profesor asistente y miembro de la fundación nacional de investigación en la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur, acerca de la ingeniería de nanopartículas con propiedades óptimas para usar en las terapias para el cáncer.
Las nanopartículas han cambiado significativamente el panorama del tratamiento, prevención y diagnóstico de enfermedades, generando una nueva ola de estrategias de entrega de fármacos a nanoescala. Desde mejora en solubilidad/biodisponibilidad (1, 2) y entrega dirigida de fármacos (3, 4) hasta liberación controlada/sostenida (5, 6) y protección de moléculas lábiles (p.ej., proteínas, péptidos y ADN) de la degradación enzimática (7, 8), estas estructuras pueden ser fabricadas, controladas y manipuladas para sumir nuevas propiedades y funciones que han abierto nuevas puertas en la arena biomédica.
Aunque las nanopartículas pueden variar en el rango de tamaño desde 10 nm a 1000 nm, las nanomedicinas son típicamente menores de 200 nm (9). Las nanopartículas hechas de polímeros naturales o sintéticos han ganado popularidad debido a su estabilidad y facilidad de modificación de la superficie. Pueden ser construidas para alcanzar una liberación controlada del fármaco así como la localización específica en sitios de la enfermedad mediante la modificación de las características del polímero y la química de superficie. Por ejemplo, ha sido bien establecido que las nanopartículas se acumulan de preferencia en el tumor y sitios inflamatorios debido al efecto mejorado de permeabilidad y retención (EPR) de la vasculatura (9-11). En el sitio objetivo, las nanopartículas poliméricas biodegradables pueden actuar como un depósito local de fármacos que provee liberación continua del agente terapéutico encapsulado.
Estas ventajas ofrecidas por las nanopartículas para la entrega dirigida de fármacos son resultado de su pequeño tamaño y del uso de los materiales biodegradables. El pequeño tamaño le permite a las nanopartículas superar las barreras biológicas (p.ej., epitelio gastrointestinal, vasculaturas del tumor, y endotelio de los sitios inflamatorios) y alcanzar una captación celular mientras que el uso de los materiales biodegradables permite la liberación sostenida del fármaco en el sitio objetivo (9-11).
Los avances en el desarrollo de las nanopartículas han visto que estos sistemas se han traducido en medicamentos clínicamente útiles, particularmente en el tratamiento del cáncer. Ejemplos de medicamentos basados en nanopartículas aprobados por la FDA y la EMA como terapias para el cáncer incluyen Doxil y Myocet (formulaciones liposomales de doxorubicina), DepoCyt (citarabina liposomal), Abraxane (una formulación unida a albúmina de paclitaxel) y Genexol-PM (una formulación de micelas poliméricas de paclitaxel).
Nanomedicinas en evaluación clínica
Algunas formulaciones basadas en nanopartículas están en desarrollo clínico como tratamientos potenciales para el cáncer. El nanoplatino de NanoCarrier (NC-6004), el cual consiste de cisplatino incorporado dentro de nanopartículas micelares compuestas de polietilen glicol (PEG) y copolímeros en bloque de ácido poliglutámico, está pasando por la evaluación Fase II en pacientes con cáncer pancreático avanzado o con metastásicos (12). Los resultados preclínicos mostraron que el nanoplatino se acumulaba en las células cancerosas y tenía una nefrotoxicidad y neurotoxicidad significativamente menor (13). En un estudio Fase I realizado en el RU, la formulación fue bien tolerada en pacientes con tumores sólidos, proporcionando liberación sostenida y prolongada con mínima nefrotoxicidad y ninguna mielosupresión, ototoxicidad, emesis o neurotoxicidad significativas (14).
El CRLX101 de Cerulean consiste en el inhibidor de topoisomerasa-1, la camptotecina, conjugada covalentemente a un copolímero de PEG-β-ciclodextrina que se auto-ensambla en nanopartículas de aproximadamente 30 nm de diámetro (15). A diferencia de las camptotecina, estas nanopartículas tienen una larga vida media en circulación, permitiendo que se acumulen en los tumores. Después de la captación del CRLX101 en las células tumorales, la camptotecina activa es liberada gradualmente de las nanopartículas, proporcionando una concentración sostenida del fármaco en los tumores. Se ha observado que esta concentración sostenida de camptotecina en el sitio del tumor resulta en la inhibición del HIF-1 alfa, un factor de transcripción inducido por hipoxia que se sabe que regula la supervivencia de las células cancerosas, la metástasis y la resistencia al fármaco. Los estudios han demostrado que las nanopartículas de CRLX101 aumentan la eficacia de la camptotecina facilitando la localización y retención en el tejido blanco, incrementando la deposición intracelular del fármaco, proveyendo un suministro sostenido de la camptotecina activa y prolongando la actividad del fármaco en el sitio blanco (16). El CRLX101 está en evaluación Fase II para el tratamiento de diversos tipos de tumores (15).