Bioingenieros UCLA desarrollan plataforma que ofrece el enfoque personalizado al tratamiento
Universidad de California – Los Angeles
En mayor que 90 por ciento de los casos en los que fracasa el tratamiento para el cáncer metastásico, la razón es que el cáncer es resistente a los medicamentos que se utilizan. Para el tratamiento de tumores resistentes a los medicamentos, los médicos suelen utilizar varios medicamentos al mismo tiempo, una práctica conocida como terapia de combinación. Y uno de sus mayores retos es determinar que proporción y combinación – de la gran cantidad de medicamentos disponibles – es mejor para cada paciente individual.
Dr. Dean Ho, profesor de biología oral y la medicina en la Escuela de Odontología de UCLA, y el doctor Chih-Ming Ho, profesor de ingeniería mecánica en el Henry Samueli Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UCLA, han desarrollado un método revolucionario que reúne a los medicamentos tradicionales y los medicamentos nanotecnología mejorada para crear tratamientos más seguros y eficaces. Sus resultados se publican en la revisión por pares journalACS Nano.
Chih-Ming Ho, co-autor correspondiente del papel, y su equipo han desarrollado una nueva y poderosa herramienta para abordar los desafíos de resistencia a fármacos y dosis en pacientes con cáncer. La herramienta, Feedback System Control.II o FSC.II, considera pruebas de eficacia de la droga y analiza los rasgos físicos de las células y otros sistemas biológicos para crear “mapas” personalizados que muestran las combinaciones de dosis de medicamentos más eficaces y más seguros.
Actualmente, los médicos usan la información genética de las personas a identificar las mejores posibles terapias combinadas, que pueden hacer el tratamiento difícil o imposible cuando los genes en las células cancerosas mutan. La nueva técnica no se basa en información genética, lo que hace posible modificar rápidamente los tratamientos cuando surgen mutaciones: la droga que ya no funciona pueden ser reemplazados, y FSC.II puede recomendar inmediatamente una nueva combinación.
“Combinaciones de fármacos son convencionalmente diseñados utilizando la escalada de dosis”, dijo Dean Ho, un co-autor correspondiente del estudio y el co-director de la Jane y Jerry Weintraub Centro de Reconstructiva Biotecnología de la Facultad de Odontología. “Hasta ahora, no ha habido una manera sistemática saber siquiera dónde se podría encontrar la combinación óptima de drogas, y las posibles combinaciones de dosis de drogas son casi infinitas. FSC.II evita todos estos problemas e identifica la mejor estrategia de tratamiento “.
Los investigadores demostraron que las combinaciones identificadas por FSC.II podrían tratar múltiples líneas de cáncer de mama que tenían diferentes niveles de resistencia a los medicamentos. Evaluaron el comúnmente utilizado medicamentos contra el cáncer doxorrubicina, mitoxantrona, bleomicina y paclitaxel, todos los cuales pueden ser dejadas sin efecto cuando las células cancerosas ellos expulsan antes de que hayan tenido la oportunidad de funcionar.
Los investigadores también estudiaron el uso de nano-diamantes para hacer tratamientos de combinación aún más eficaz. Nanodiamantes – subproductos de las operaciones de extracción y refinación convencionales – tienen características versátiles que permiten a las drogas para ser estrechamente vinculados a su superficie, por lo que es mucho más difícil para las células cancerosas para eliminarlos y permitiendo drogas tóxicas al ser administrados en un período de tiempo más largo.
El uso de nano-diamantes para tratar el cáncer fue iniciado por Dean Ho, profesor de bioingeniería y miembro del Jonsson Comprehensive Cancer Center de la UCLA y el Instituto de California de Nanosistemas.
“Este estudio tiene la capacidad de convertir el desarrollo de fármacos, nano o no nano, al revés”, dijo. “A pesar de que FSC.II ahora nos permite identificar rápidamente combinaciones de fármacos optimizados, no se trata sólo de la velocidad de descubrir nuevas combinaciones. Es la forma más sistemática que podemos controlar y optimizar los diferentes resultados terapéuticos para diseñar los medicamentos más eficaces posible “.
El estudio encontró que las combinaciones optimizadas FSC.II drogas que utilizan nanodiamantes eran más seguros y más eficaces que las combinaciones de sólo fármacos optimizados. Combinaciones nanodroga optimizados también superaron combinaciones nanodroga diseñados al azar.
“Este enfoque de combinación nanodroga optimizado puede ser utilizado para prácticamente todo tipo de modelo de la enfermedad y es, sin duda no se limita al cáncer”, dijo Chih-Ming Ho, quien también sostiene Ben Rich Lockheed Martin Advanced Aerospace Tech Cátedra de la UCLA. “Además, este estudio muestra que podemos diseñar combinaciones optimizadas para prácticamente todo tipo de drogas y cualquier tipo de nanoterapia.”