Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado una técnica de administración de fármacos que utiliza tiras de grafeno como «alfombras voladoras» para entregar medicamentos contra las células cancerosas, dirigiendo a los fármacos de forma especifica aumentando su eficacia.
La técnica realizada en conjunto por las universidades de North Carolina State, de Carolina del Norte en Chapel Hill y la Universidad Farmacéutica de China fue probada con éxito con modelos de ratón los cuales tenían tumores de cáncer de pulmón humano.
Los investigadores también descubrieron que una proteína contra el cáncer llamada TRAIL, servia como una molécula de direccionamiento activo para unirse directamente a la superficie de las células cancerosas, que no se había demostrado previamente.
En el estudio, los investigadores unieron dos fármacos, el TRAIL y la doxorubicina sobre tiras de grafeno en forma de una lámina bidimensional de carbono de un sólo un átomo de espesor. Debido TRAIL es más eficaz cuando se entrega a la membrana externa de una célula cancerosa, mientras la doxorubicina es más eficaz cuando se entrega al núcleo.
La doxorubicida se une físicamente al grafeno debido a las similitudes en la estructura molecular del fármaco y el grafeno. El sendero se une a la superficie del grafeno por una cadena de aminoácidos llamados péptidos.
«Estas tiras de grafeno ricas en medicamento se introducen en el torrente sanguíneo en solución, y luego viajan a través del torrente sanguíneo como alfombras voladoras a nanoescala«, dijo el Dr. Zhen Gu, autor principal del estudio.
Una vez en el torrente sanguíneo, estas alfombras voladoras aprovechan los vasos sanguíneos del tumor para penetrarlo, al entrar en contacto con una célula de cáncer, receptores en la superficie de la célula se adhieren a la TRAIL. Mientras tanto, las enzimas que son comunes en la superficie de células cáncerosas cortan los péptidos que unen el TRAIL y el grafeno. Esto permite a la célula absorber el grafeno con doxorubicida manteniendo al TRAIL en la superficie, donde comienza un proceso para desencadenar la muerte celular.
Después de que la alfombra voladora es «tragada» por la célula, el ambiente ácido dentro de la célula promueve la separación de la doxorubicida del grafeno liberándola para atacar el núcleo.
«Hemos demostrado que TRAIL sí se puede utilizar para conectar un sistema de administración de fármacos a una célula cancerosa, sin utilizar material intermedio, que es algo que no sabíamos, y debido a que el grafeno tiene un área superficial grande, esta técnica mejora nuestra capacidad de aplicar TRAIL a su objetivo en las membranas celulares de cáncer».
Referencia: Advanced Materials