Molécula radiosensibilizante mejora la RT en los núcleos tumorales hipóxicos

De acuerdo con un estudio nuevo, una nueva nanopartícula que genera especies reactivas de oxígeno inducidas por radiación (EOR), puede aumentar dramáticamente el éxito de la radioterapia (RT).

Desarrollado, entre otros, en el Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería (NIBIB; Bethesda, MD, EUA), la Universidad de Zhejiang (Hangzhou, China) la Academia de Ciencias China (Shenyang, China), la molécula de radiosensibilizador está hecha de nanopartículas de organosílica huecas mesoporosas (HMON) que contienen poros con un diámetro de 2 a 50 nanómetros. Las HMON están cargadas con dos compuestos diferentes; uno crea EOR en un ambiente rico en oxígeno cuando se golpea con radiación. El otro crea EOR cuando se golpea con radiación en el núcleo hipóxico del tumor.

Las nanopartículas cargadas fueron ensayadas en una línea celular de glioblastoma humano, revelando que la combinación de nanopartículas y radiación destruyó el ADN de las células de glioblastoma, en comparación con el uso de las nanopartículas solas o con la sola radiación. Las pruebas demostraron que las nanopartículas generaron radicales libres de oxígeno extremadamente reactivos debido a la escisión del enlace peroxi cuando se exponen a la radiación en condiciones tanto normóxicas como hipóxicas, confirmando que el sistema funcionó como se diseñó. El estudio fue publicado en la edición de marzo de 2019 de la revista Nature Communications.

“Cuando se golpea con radiación, la partícula produce radicales libres de oxígeno destructivos en las partes normales y bajas de oxígeno del tumor. El gas monóxido de carbono, que es tóxico para los tumores, se crea aún más cuando los radicales libres de oxígeno interactúan con el compuesto FeCO”, dijo el autor principal, Wenpei Fan, PhD, del Laboratorio NIBIB de Imágenes Moleculares y Nanomedicina (LOMIN). “Creemos que este enfoque de terapia ofrece nuevas posibilidades para un tratamiento mejorado con rayos X para la futura terapia de cáncer profundo. El siguiente paso lógico es optimizar la estructura y ampliar la síntesis de nanopartículas para permitir la traducción clínica de este tipo de mejora de la radioterapia”.

Las EOR son especies químicas, químicamente reactivas que contienen oxígeno, como los peróxidos, superóxidos, radicales hidroxilo y oxígeno singlete. En un contexto biológico, las EOR se forman como un subproducto natural del metabolismo normal del oxígeno y tienen roles importantes en la señalización celular y la homeostasis. Sin embargo, durante los tiempos de estrés ambiental, como la exposición a los rayos ultravioleta (UV) o al calor, los niveles de EOR pueden aumentar dramáticamente, produciendo un estrés oxidativo y un daño significativo a las estructuras celulares.

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Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería
Universidad de Zhejiang
Academia de Ciencias China