La cura del cáncer cada vez más cerca con la Nanomedicina (Bind-014)
Nanopartículas programables han demostrado tener resultados prometedores en pruebas recientes contra el cáncer, finalmente vemos una luz al final del tunel con la promesa de la nanomedicina. Los resultados de los ensayos en humanos son sorprendentes. Incluso en una dosis más baja de lo habitual, metástasis pulmonares se redujeron e incluso desaparecieron después de que un paciente recibiera sólo dos horas de infusiones intravenosas de una droga experimental contra el cáncer.
Otro paciente vio su tumor de cuello uterino reducirse en casi un 60% después de seis meses de tratamiento. Aunque el medicamento de prueba (de Bind Biosciences en Cambridge, Massachusetts) es un estudio experimental basado en la nanotecnología, diseñado sólo para demostrar si la tecnología es segura. Los resultados alentadores reavivan las esperanzas de que la nanomedicina pueda hacer realidad su promesa de curar el cáncer.
Durante más de una década, los investigadores han estado tratando de desarrollar nanopartículas que se suministren en fármacos de forma eficaz y segura. La idea es que una nanopartícula que contiene un compuesto de drogas pueda atacar selectivamente las células tumorales o células enfermas, y evitar las sanas. Los anticuerpos u otras moléculas se pueden unir a la nanopartícula y utilizarla para identificar con precisión las células objetivo. “Una de las mayores ventajas de la nanotecnología es que se pueden diseñar las cosas en forma de partículas de manera que la quimioterapia se enfoque sobre las células tumorales, protegiendo así las células sanas del cuerpo y liberando a los pacientes de los efectos secundarios”, dice Sara Hook, directora de proyectos de desarrollo de la nanotecnología del Instituto Nacional del Cáncer.
Sin embargo, la ejecución de esta visión ha sido difícil. Uno de los desafíos: el comportamiento de un fármaco en el cuerpo puede cambiar radicalmente cuando se combina con las nanopartículas. Una nanopartícula puede cambiar la solubilidad de un fármaco, la toxicidad, la velocidad de acción, y más (a veces de forma beneficiosa y otras veces no). Si el problema principal de una droga es que es tóxica para los órganos fuera del objetivo, a continuación, la nanotecnología puede asegurar que éste se entregue única y exclusivamente a las células enfermas en lugar de a las células sanas. Por otra parte si un medicamento depende de que se absorba rápidamente por las células enfermas para ser eficaz, una nanopartícula puede retrasar el proceso y optimizarlo de forma terapéutica.
Bind, iniciado en el 2007, ha tratado de superar este problema mediante la elaboración de sus drogas dirigidas a base de nanopartículas de una manera que le permita a la compañía variar su estructura y composición sistemáticamente. Estas drogas dirigidas a base de nanopartículas se producen típicamente en dos pasos: primero, un fármaco está encapsulado en una nanopartícula, y en segundo lugar, la superficie externa de la partícula está enlazada con las moléculas dirigidas a tratar terapéuticamente a las células enfermas. Generar estas nanopartículas es un proceso difícil de controlar y reproducir, lo que limita la capacidad del investigador para ajustar las propiedades de la superficie de la nanopartícula. Para evitar este problema, Bind sintetiza sus portadores de drogas utilizando nanopartículas de auto-ensamblaje.
Bajo las condiciones adecuadas, las subunidades de la nanopartículas (algunas de las cuales ya contienen las moléculas dirigidas) se ensamblan por su cuenta. No se requieren variables y reacciones químicas complejas para producir las nanopartículas, y las propiedades de cada subunidad pueden ser ajustadas. Esto también permite a los investigadores de la compañía poner a prueba una gran variedad de combinaciones de fármacos en nanopartículas e identificar los mejores candidatos para una determinada tarea. “Hacemos cientos de combinaciones a evaluar con el fin de optimizar el rendimiento de cada medicamento”, dice Jeff Hrkach, vicepresidente senior de investigación y desarrollo tecnológico.
El cofundador de Bind, Omid Farokhzad, profesor asociado del Hospital Brigham de Mujeres y la Escuela Médica de Harvard, creó el nuevo método de construcción de las nanopartículas, cuando él era un investigador postdoctoral en el laboratorio de Robert Langer, un profesor de ingeniería química del MIT. El grupo de Langer ya había desarrollado nanopartículas capaces de liberar fármacos de forma controlada, pero las partículas aún no buscaban las células cancerosas específicamente. El primer desafío de Farokhzad fue crear nanopartículas cuyas instrucciones moleculares les llevaran a atacar a las células cancerosas, pero que permanecieran en el anonimato dentro del torrente sanguíneo para que el sistema inmunológico no los destruyera. El segundo reto iba a venir con un proceso de fabricación robusto y reproducible.
En su lugar, Farokhzad y Langer idearon un método mediante el cual los bloques de construcción de la nanopartícula y la droga se auto-ensamblaban en un producto final. Hay dos tipos de polímeros que se combinan para formar la malla enredada de drogas cargadas en las nanopartículas esféricas de Bind. Uno de estos polímeros tiene dos regiones química y estructuralmente distintas, o “bloques”: un bloque insoluble en agua que forma parte de la malla que encapsula la droga, y un bloque soluble en agua que otorga al producto final una capa sigilosa para evadir el sistema inmune. El otro tipo de polímero tiene tres bloques: los mismos dos que el primero, y una tercera región que contiene una molécula de focalización, la señal que se asegurará de las partículas finales se adhieran a los tipos de células deseadas. Las nanopartículas conductoras de drogas se forman simplemente mezclando estos polímeros junto con el fármaco en las condiciones apropiadas.
Los polímeros de auto-ensamblaje pueden ser producido de una forma repetible y escalable. Pero el método tiene una ventaja adicional, que puede ser la verdadera clave del éxito de Bind. El método mediante el cual las nanopartículas son elaboradas (a partir de polímeros de 2 y 3 bloques), permitirá a los investigadores un alto rendimiento en la forma en la que la medicina química diseña y pone a prueba nuevos compuestos fármacos. Cada bloque puede ser ajustado (extender un bloque, cambiar la carga en otro) y las cantidades relativas de cada polímero se pueden variar. Con tantos parámetros para retoques, los científicos de Bind, pueden dar con muchas combinaciones.
Su primer medicamento en los ensayos clínicos es el Bind-014, que lleva el docetaxel, un quimioterápico ampliamente utilizado, a través del torrente sanguíneo directo a las células cancerosas. La droga es empacada dentro de una nanoestructura similar a una bola hecha de polímeros biodegradables que protegen a la droga del sistema inmunológico del cuerpo. La superficie externa de cada una de las nanopartículas está salpicada de moléculas que la dirigen a las células cancerosas. Una vez que la nanopartícula ha llegado a su destino, se adhiere a la parte exterior de la célula, lo que desencadena la reacción en la célula para que se “trague” la partícula. El fármaco se difunde fuera de la partícula a una velocidad controlada y se libera dentro de la célula enferma.
Mark Davis, profesor de ingeniería química en Caltech, tiene la esperanza que los pocos ensayos en curso de la terapia de nanopartículas dirigidas, que incluyen una desarrollada en su laboratorio, así como también la Bind-014, demostraránel gran potencial de esta tecnología. “La comunidad médica no se va a emocionar hasta que (con una prueba avanzada en humanos) se pueda demostrar lo que estas nanopartículas dirigidas realmente hacen por los pacientes de una manera estadísticamente significativa”. Por ahora, los resultados de los 17 pacientes reclutados en el ensayo de fase I de Bind-014 han sido prometedores, pero una verdadera prueba de la eficacia tendrá que esperar hasta los ensayos de una fase II, que son propensos a comenzar a finales de este año.
El diseño “programable” de fármacos que usa Bind puede ser clave para crear nuevos y mejores medicamentos. Los métodos de la compañía se podrían aplicar a drogas o compuestos existentes, incluidas las que puedan haber sido descartadas por las compañías farmacéuticas, por encontrarlas tóxicas para el cuerpo humano en su momento.
