Un nuevo micromaterial libera nanopartículas que destruyen selectivamente las células cancerosas

Investigadores de la UAB, en colaboración con el Institut de Recerca Sant Pau y el CIBER-BBN, han desarrollado unos micromateriales compuestos únicamente de proteínas, que son capaces de entregar, de forma prolongada en el tiempo, nanopartículas que pueden dirigirse a células cancerosas específicas y destruirlas. Los micromateriales imitan a los gránulos secretores naturales del sistema endocrino y han sido probados con éxito en ratones modelo de cáncer colorrectal.

Un equipo coordinado por el profesor del Instituto de Biotecnología y de Biomedicina y del Departamento de Genética y de Microbiología de la UAB Antonio Villaverde, con la participación del Institut de Recerca Sant Pau y el CIBER-BBN, ha desarrollado micromateriales autocontenidos, compuestos únicamente de proteínas, capaces de entregar de forma prolongada en el tiempo el polipéptido que los compone. La tecnología utilizada para la fabricación de estos gránulos, y que ha sido patentada por los investigadores, es relativamente simple e imita la organización de los gránulos secretores del sistema endocrino humano. Desde el punto de vista de la estructura química, implica la coordinación del zinc iónico con dominios ricos en histidina, un aminoácido esencial para los seres vivos y por tanto, no tóxico.

Los nuevos micromateriales desarrollados por los investigadores están formados por unas cadenas de aminoácidos denominadas polipéptidos, que son funcionales y están biodisponibles en forma de nanopartículas para ser liberadas y dirigirse a tipos específicos de células cancerosas para su destrucción selectiva.

El equipo de investigación ha analizado la estructura molecular de estos materiales así como la dinámica del proceso de secreción tanto in vitro como en animales. En un modelo animal de cáncer colorrectal CXCR4+, el sistema ha mostrado un alto rendimiento tras la administración subcutánea y se ha observado cómo las nanopartículas de proteína liberadas se acumulan en los tejidos tumorales de los ratones.

“Es importante destacar que dicha acumulación es más eficaz que cuando la proteína se administra en el torrente sanguíneo. Este hecho ofrece una nueva e inesperada forma de garantizar altos niveles locales de fármaco y una mejor eficacia clínica, evitando regímenes de administración intravenosa repetida”, explica el profesor Antonio Villaverde. “En el contexto clínico, el uso de estos materiales en el tratamiento del cáncer colorrectal debería mejorar en gran medida la eficacia del fármaco i el confort del paciente, al tiempo que minimizaría los efectos secundarios no deseados”.

En la investigación, ejecutada principalmente por la investigadora de la UAB Julieta M. Sánchez, han participado investigadores del Departamento de Genética y Microbiología de la UAB, del Instituto de Biomedicina y Biotecnología de la UAB (IBB-UAB), así como el equipo de Oncogénesis y Fármacos Antitumorales liderado por el profesor Ramón Mangues del Institut de Recerca Sant Pau. Tanto el profesor Antonio Villaverde como el profesor Ramón Mangues están adscritos al CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN). También ha participado en el proyecto la Plataforma de Producción de Proteínas (Unidad 1) y la de Nanotoxicología (Unidad 18) de la Infraestructura Singular NANBIOSIS, y ha sido financiado a través de varios proyectos competitivos de investigación y transferencia de tecnología (entre ellos PID2019-105416RB-I00/AEI/10.13039/501100011033, PDC2022-133858-I00, PID2022-136845OB-I00, CPP2021-008946, PI21/00150, PI20/00400 y PI23/00318) y proyectos intramurales CIBER-BBN (VENOM4CANCER, NANOREMOTE y NANOSCAPE).