Formulación, síntesis y caracterización de nanosistemas de entrega de drogas anticancerígenas funcionalizados con anticuerpos anti-antígeno tn

Abstract

El cáncer puede definirse como un crecimiento anormal de células que conducen a la pérdida de homeostasis celular y son capaces de migrar e invadir tejidos distantes en un proceso conocido como metástasis. Debido a su incidencia y mortalidad reviste una importancia central en investigación biomédica. Más específicamente, el cáncer de pulmón encabeza la lista de mortalidad por cáncer a nivel mundial. Dentro de los tratamientos convencionales contra el cáncer de pulmón, la quimioterapia con taxanos, tales como el docetaxel y paclitaxel, es una de las más utilizadas. Sin embargo, la acción sistémica de estos compuestos puede afectar células sanas con alta tasa de proliferación, lo que puede causar efectos secundarios potencialmente mortales. Asimismo, debido a su baja especificidad, se administran en altas dosis, lo que aumenta el riesgo de toxicidad y reduce la calidad de vida de los pacientes. Además, la baja solubilidad en agua de estos compuestos requiere el uso de excipientes, que pueden causar reacciones adversas y otras complicaciones. Por ello, la encapsulación de estos compuestos en nanosistemas de liberación controlada podría representar una alternativa prometedora para superar estas limitaciones. Los sistemas nanométricos empleados en Nanomedicina suelen ser biomateriales con organización a escala nanométrica, que actúan como reservorios para el transporte, la liberación controlada y la protección de los principios activos que contienen. Es importante destacar que las propiedades físico-químicas de los nanosistemas, tales como el tamaño, la forma, la carga superficial y la composición, influyen en los parámetros farmacocinéticos y farmacodinámicos. Los nanosistemas esféricos con un tamaño que oscila entre 70 y 300 nm se consideran óptimos para administraciones intravenosas. En cuanto a la composición, los biopolímeros se presentan como una alternativa especialmente interesante para la preparación de estos sistemas debido a que en general son biodegradables, biocompatibles y pueden ser modificados químicamente, lo que les otorga una gran versatilidad. En especial, la funcionalización de los nanosistemas con PEG suele ser una excelente estrategia de doble propósito. Por un lado, funciona como un escudo protector para evadir el sistema inmune y prolongar el tiempo de circulación en sangre. Por otro lado, sirve como puente conector para la funcionalización con ligandos específicos de direccionamiento, tales como anticuerpos. En este contexto, el anticuerpo quimérico ratón/humano anti-antígeno Tn, conocido como Chi-Tn, podría ser un vehículo efectivo para dirigir nanopartículas cargadas con drogas citotóxicas hacia células tumorales que expresan el antígeno Tn. Dado que el antígeno Tn es un biomarcador temprano del cáncer, con alta especificidad de expresión en células cancerosas en contraste con las células normales, este enfoque podría mejorar la precisión del tratamiento y reducir los efectos secundarios en los pacientes. El objetivo del presente trabajo consistió en preparar y caracterizar dos tipos de nanosistemas poliméricos cargados con docetaxel y funcionalizados con el anticuerpo Chi-Tn. Uno de ellos basado en quitosano (CS) para el desarrollo de nanocápsulas poliméricas. El otro sistema está basado en el ácido poliláctico-coglicólico (PLGA), inicialmente con el fin de obtener nanoesferas poliméricas de PLGA, sin embargo, debido a la baja eficiencia de encapsulación del fármaco, evolucionó hacia la formación de nanopartículas híbridas lípido-polímero (LPHNp). Los nanosistemas obtenidos exhibieron una forma esférica con un tamaño de partícula dentro del rango óptimo establecido para mejorar el tiempo de circulación en sangre y la internalización celular. Además, se logró incorporar PEG en la superficie de las nanopartículas y funcionalizarlas con el anticuerpo Chi-Tn, mediante una estrategia de incubación en dos pasos para formar una especie de sándwich biotina-avidina-biotina. En el caso de las nanocápsulas de CS y las LPHNp, la presencia de una fase lipídica posibilitó una alta eficiencia de encapsulación de docetaxel, cercana al 100%, logrando una concentración final de 4 mg/mL. Ambos nanosistemas demostraron tener una liberación controlada en el tiempo y, en el caso de las nanocápsulas de CS, ser sensibles a cambios de pH. Asimismo, los ensayos in vitro revelaron que no generan hemólisis en muestras de sangre humana, y que las inmuno-nanopartículas son capaces de internalizar en las células de cáncer de pulmón humano A549 y disminuir significativamente su viabilidad celular en comparación con la droga libre. Por otra parte, los estudios in vivo demostraron una marcada disminución del volumen tumoral y un aumento en la sobrevida de los ratones tratados con nanopartículas cargadas con docetaxel y funcionalizadas con el anticuerpo Chi-Tn en comparación con la droga libre. En resumen, se logró desarrollar dos nanosistemas poliméricos de liberación controlada de docetaxel funcionalizados con el anticuerpo Chi-Tn para el direccionamiento especifico a células tumorales mediante vectorización activa. Ambos nanosistemas desarrollados mostraron resultados in vitro e in vivo promisorios como posibles alternativas terapéuticas contra el cáncer de pulmón.