Nanotecnólogos de la Universidad RUDN han estudiado el uso de nanopartículas de oro para el diagnóstico y tratamiento del cáncer

Los investigadores estudiaron alrededor de 200 artículos científicos no anteriores a 2010, que se encontraron en las palabras clave «nanopartículas de oro», «cáncer», «tratamiento del cáncer», «administración dirigida de medicamentos» y «diagnóstico». Después de recopilar datos, los científicos analizaron cómo la forma y el tamaño de las nanopartículas de oro afectan la penetración de las nanopartículas en la célula, la capacidad de permanecer en ella, así como la citotoxicidad.

«Muchas revisiones destacan los diversos beneficios de las nanopartículas de oro en la terapia contra el cáncer, y también prevén un gran futuro para los métodos de diagnóstico que las utilizan. Revisamos los últimos avances científicos en estas áreas, pero dado que la biocompatibilidad y la citotoxicidad dependen del tamaño y la forma de las nanopartículas, decidimos considerar estos dos parámetros también. Además, estudiamos las características del uso de nanopartículas de oro para la administración dirigida de fármacos, la terapia química fotodinámica y ultrasónica y su potencial para los exámenes médicos. También discutimos las limitaciones que la oncología moderna necesita superar para usar nanopartículas de oro de manera más efectiva» — Andrey Vodyashkin, Ingeniero, Instituto de Tecnología Bioquímica y Nanotecnología, Universidad RUDN.

El análisis mostró que, por lo general, en la terapia se utilizan nanopartículas de menos de 200 nm,que son más fáciles de pasar a través de la membrana celular. Al mismo tiempo, las nanopartículas demasiado pequeñas (menos de 6 nm)se liberan rápidamente a través de los riñones y no tienen tiempo para actuar sobre el tumor. Para las partículas en el rango de 10-100 nm, la vida media aumenta con su tamaño, lo que afecta la dosis y la duración de la acción del fármaco. La penetración en la célula se obtiene mejor en partículas esféricas, seguidas de partículas en forma de bastones y estrellas. En citotoxicidad, los nanoventadoresse convirtieron en campeones, los resultados promedio fueron mostrados por nanoestrellas,y en tercer lugarfueron las nanoesferas.

Las nanopartículas pueden ayudar en la administración activa y pasiva de fármacos a base de péptidos o ácidos nucleicos, así como formar parte de preparaciones híbridas a base de oro. Las partículas de oro que miden 25-50 nanómetros se absorben mejor en la célula, pero para algunos medicamentos, los científicos han logrado unir hasta 100 moléculas a una nanopartículacon un diámetro de 2 nm.Pero las nanopartículas pueden actuar como parte del medicamento: en la terapia fotodinámica, aumentan la sensibilidad de las células cancerosas a la luz y las matan, porque pueden absorber la radiación cerca del infrarrojo. Este método no requiere cirugía. Es adecuado para tratar tumores cerca de la superficie del cuerpo, auna profundidad donde la piel puede transmitir luz de longitudes deonda de 650-950 nm. Otro enfoque de la terapia contra el cáncer utiliza ultrasonido, que hace que aparezcan burbujas en la superficie rugosa de las nanopartículas. Esto crea un efecto de evaporación y destruye las células cancerosas cercanas.

Las nanopartículas de oro ayudan a aclarar la ubicación, el tamaño y otras características de los tumores, la presencia de diversas sustancias y componentes en ellos. Si envuelve nanopartículas de óxido de grafeno en oro, puede combinar imágenes intracelulares con la administración de un medicamento que se adhiere a esta nanopartícula. El oro absorbe las ondas ultrasónicas, porlo que se puede utilizar en eldiagnóstico fotoacústico, que se utiliza para buscar melanoma y examinar el crecimiento de los vasos alrededor del tumor. Las nanopartículas también serán útiles para crear nuevos métodos de diagnóstico, como los biosensores de ADN.

«A pesar del hecho de que el tamaño, la forma e incluso la carga de las nanopartículas de oro afectan fuertemente su acción, no encontramos una conexión directa entre estos parámetros y la efectividad de la terapia. Además, cada tipo de tumor requiere un enfoque personalizado para que coincida con las características de las nanopartículas que mejor se adaptan a un órgano en particular y serán seguras para el paciente. Se debe lograr un equilibrio entre la toxicidad para el tumor y la seguridad para el paciente. Deberíamos prestar más atención a cómo se distribuyen las nanopartículas por todo el cuerpo, porque en promedio solo el 0,7%, y en casos excepcionales, hasta el 5% de ellas llegan a las células cancerosas. Además, carecemos de ensayos clínicos, de los cuales solo había 15 al 5 de septiembre de 2021. Esto limita en gran medida el uso de nanopartículas de oro en medicina», Andrey Vodyashkin,Ingeniero, Instituto de Tecnología Bioquímica y Nanotecnología, Universidad RUDN.

Los resultados se publican en la revista ChemEngeneering.