Describen la Liberación Intracelular de Drogas

• AUTOR : Pandya H, Debinski W
• TITULO ORIGINAL : Toward Intracellular Targeted Delivery of Cancer Therapeutics: Progress and Clinical Outlook for Brain Tumor Therapy
• CITA : Biodrugs 26(4):235-244, 2012
• MICRO : Diseñan nuevos vectores que liberan drogas en los sitios específicos de acción, lo que aumentaría la eficacia de los agentes terapéuticos y disminuiría su toxicidad.

Introducción

Los tratamientos tradicionales contra el cáncer se pueden clasificar en dos grandes abordajes. Uno de estos enfoques es el reconocimiento específico de las células neoplásicas por drogas que se unen a receptores presentes en la membrana plasmática, como los anticuerpos monoclonales. El otro mecanismo posible implica la liberación intracelular de drogas quimioterapéuticas, mediante difusión.
En la mayoría de los casos, la membrana celular resulta permeable a estas drogas que, en el caso de los tumores cerebrales, deben además atravesar la barrera hematoencefálica.
La utilización de vectores que liberen directamente los agentes terapéuticos en los compartimientos intracelulares puede aumentar la especificidad y la eficacia de los tratamientos y disminuir su toxicidad.
Los autores del artículo desarrollaron vectores de doble especificidad para transportar agentes terapéuticos no sólo a un subtipo de células sino también a sus compartimentos intracelulares específicos. Estos vectores fueron diseñados para reconocer el antígeno IL-13R alfa2, que se sobreexpresa en las células del glioblastoma. Luego de ser internalizado en la célula tumoral, la activación de señales intracelulares permitirá la llegada de los agentes terapéuticos, entre los que pueden encontrarse radioisótopos, al compartimento específico. Este método de liberación permite potenciar y acelerar la citotoxicidad con dosis más pequeñas y daño mínimo de las células no neoplásicas.

Alternativas terapéuticas del glioblastoma

El glioblastoma es un astrocitoma de alto grado, y representa el tumor primario cerebral más frecuente y resistente al tratamiento. La tasa de supervivencia media es de 12 a 14 meses. El tratamiento actual incluye la resección quirúrgica, seguida de radioterapia y quimioterapia. Las estadísticas informan que los abordajes terapéuticos actuales resultan insuficientes.
Los glioblastomas están compuestos por una mezcla heterogénea de astrocitos neoplásicos que se localizan preferentemente en los hemisferios cerebrales. La reducción del tamaño del tumor mediante cirugía es el tratamiento de soporte de estos tumores, y la causa de mortalidad más frecuente es la recurrencia. La falta de tratamientos específicos produce la destrucción de tejido cerebral normal, lo que provoca en el paciente alteraciones cognitivas.
Un abordaje terapéutico favorable sería aquel que conjugue los agentes quimioterapéuticos, las toxinas biológicas y los isótopos radioactivos con ligandos que actúen sobre los receptores sobreexpresados en la superficie de las células tumorales.

Liberación intracelular de fármacos

Empleo de toxinas bacterianas
Tanto la exotoxina A de Pseudomonas aeruginosa como la toxina diftérica (DT) pueden utilizarse como vectores para el transporte de agentes proteicos y no proteicos hacia el interior celular. Una vez que se unen al receptor de membrana, el complejo ligando-receptor es internalizado y, mediante la escisión proteolítica, se libera una porción de la toxina al citosol, que impide la síntesis de nuevas proteínas. Este mecanismo puede servir de modelo para el desarrollo de vacunas intracelulares.

IL-13R alfa 2 en las células del glioblastoma
Como se mencionó anteriormente, este receptor se encuentra sobreexpresado en la superficie de las células del glioblastoma. Se cree que actúa como señuelo para los ligandos mutados de IL-13, que no se unen a otras citoquinas homólogas. Las drogas que se unan a los ligandos IL-13 o a sus formas mutadas pueden ser internalizadas y liberadas dentro de las células del glioblastoma.

Vectores diseñados por bioingeniería
Un estudio informó sobre la posibilidad de intervenir, mediante bioingeniería, sobre el dominio Ib de la exotoxina A de P. aeruginosa, reemplazándolo por polipéptidos hormonales que penetran en la célula neoplásica a través del receptor del factor de crecimiento epidérmico.

Proteínas de fusión diseñadas con señales de localización intracelular
El desarrollo de proteínas de fusión que incluyan ligandos similares a la IL-13 y péptidos que posean la localización intracelular que se desea alcanzar (citosólica, lisosómica o nuclear), permitiría especificar aun más el sitio de acción intracelular.
Se espera que estos prototipos de proteínas de fusión sigan las vías de señalización intracelular de la exotoxina A de P. aeruginosa.
Existen abordajes alternativos para la construcción de proteínas que se liberen en el interior de la célula. Las moléculas de DT tienen un sitio de procesamiento y una secuencia definida responsable de la translocación de un fragmento activo de la DT hacia el citosol. Por lo tanto, utilizando ciertos fragmentos de DT se podrían dirigir las proteínas de fusión hacia el interior del citoplasma.

Liberación en el núcleo de las células del glioblastoma
Los autores del artículo diseñaron una proteína de cadena simple que contiene secuencias de reconocimiento del receptor, de las vesículas endocíticas y de los ligandos de transporte nuclear.
Esta proteína reconoce específicamente las células del glioblastoma, dentro de las cuales migran al núcleo donde se acumulan. Esta fue la primera demostración que se hizo de liberación en una célula específica y en un compartimiento intracelular específico, como lo es el núcleo. Este diseño es, además, versátil, ya que el ligando puede ser reemplazado por otro específico del receptor expresado en la superficie celular. De hecho, las secuencias de localización intracelular también pueden ser reemplazadas por otras para liberar el agente en uno o más compartimentos celulares específicos.

Potencial terapéutico de las proteínas recombinantes

Algunos isótopos y ciertos tratamientos fotosensibilizadores tienen un radio de acción pequeño. Una o dos moléculas de radioisótopos, como los emisores alfa, son suficientes para destruir una célula de glioblastoma, cuando se libera en el núcleo. Eso permite visualizar la utilidad de la vehiculización, fusionados con ligandos de IL-13, de estos emisores y su liberación dentro de las organelas.

Liberación de emisores alfa en las células del glioblastoma
Se ha comprobado que la destrucción mediada por los emisores alfa se produce una vez que éstos atravesaron la membrana nuclear, independientemente de la cantidad de emisores liberados en el citoplasma. La radiación generada por los emisores alfa tiene una eficacia máxima. La posibilidad de liberarlos directamente en el núcleo disminuiría la cantidad de radioisótopos requerida para mediar la muerte celular, ya que una o dos partículas de emisores alfa serían suficientes, y además se produciría la muerte celular de manera inmediata. También disminuiría el daño cerebral colateral.
Estas partículas alfa resultarían además útiles para eliminar las células tumorales residuales responsables de la principal causa de muerte en los pacientes con glioblastoma: la recurrencia.
Las partículas alfa son doblemente específicas ya que, además de reconocer el IL-13R alfa 2 de las células del glioblastoma, son transportadas al núcleo, donde actúan como verdaderas «bombas» capaces de destruir las células tumorales con gran especificidad, causando un daño mínimo en el tejido sano circundante.

Liberación de electrones Auger en el núcleo celular
Los isótopos que emiten electrones Auger, como el isótopo 111 del indio (111In) tienen una longitud de trayecto muy corta en los tejidos (menor de 1 µm). La cantidad de 111In absorbida por el núcleo es de 2 a 35 veces mayor que en el citoplasma, lo que indica su gran citotoxicidad cuando es liberado en el ADN celular. Esto puede resultar ventajoso cuando se actúa sobre células individuales, pequeños grupos de células tumorales o micrometástasis.

Péptidos proapoptóticos
Los péptidos catiónicos anfipáticos pueden causar deformación de la matriz lipídica en la membrana con carga negativa de las células procariotas. El (KLAKLAK)2 es un péptido sintético que aumenta la actividad citotóxica en la bacteria. Estos péptidos no actúan sobre las células eucariotas debido a la estructura fosfolipídica de su membrana. El (KLAKLAK)2 media la destrucción de las células eucariotas mediante la ruptura de la membrana de la mitocondria, lo que causa la liberación de citocromo c en el citosol. Este lleva a la formación de apoptosomas, que activan la cascada de las caspasas que termina en la muerte celular programada. La utilización del (KLAKLAK)2 en células tumorales llevaría a la apoptosis.
Los autores consideran importante señalar que el tratamiento de los tumores cerebrales requiere el uso de moléculas pequeñas, con blancos de acción altamente específicos, como los que se analizan a lo largo del artículo, y que el próximo objetivo sería lograr el desarrollo de vectores que permitan vehiculizar varios agentes como los quimioterapéuticos, las proteínas de fusión, los péptidos proapoptóticos, los radioisótopos, etcétera.

Conclusión

Actualmente existen vectores que permiten vehiculizar y liberar agentes citotóxicos, específicamente en su sitio de acción intracelular. Estos mismos vectores podrían utilizarse para transportar ADN dentro del núcleo celular, en la terapia génica.
La citotoxina basada en la IL-13 ha demostrado tener actividad contra las células del glioblastoma, tanto in vitro como in vivo. Además del núcleo, la mitocondria es otra de las organelas sobre las que se podría actuar farmacológicamente.
Varios de los agentes mencionados en el artículo se encuentran en distintas fases de investigación clínica y preclínica. Los autores señalan que además de ser altamente específicos, estos agentes serían además más seguros que los que se usan actualmente, y presentarían ventanas terapéuticas más amplias.

 
Ref : FARMA.

Especialidad: Bibliografía - Farmacología