Evaluación biológica de nanomedicamentos en oncología y medicina regenerativa

Abstract

El término de ¿nanomedicina¿ se refiere a las aplicaciones de la nanotecnología en el tratamiento, diagnóstico, monitorización y control de enfermedades. La nanomedicina ha permitido la posibilidad de disponer de una medicina más predictiva, preventiva y específica, de ofrecer a cada paciente el tratamiento más adecuado en la dosis justa. En esta tesis se ha realizado la evaluación biológica de nanomedicamentos aplicados a dos grandes áreas de aplicación: nanoterapia y medicina regenerativa. Dentro de la nanoterapia se focalizó en el estudio biológico de nanocápsulas poliméricas dirigidas al cáncer metastásico de pulmón. Las nanocápsulas poliméricas presentan un diseño muy adecuado para la vehiculización de fármacos antitumorales, ya que son capaces de atrapar eficientemente los fármacos antitumorales en su núcleo hidrófobo, y pueden mejorar su biodistribución a través de la optimización de la cubierta polimérica de los sistemas. En este trabajo, se propuso la evaluación de nanocápsulas de ácido poliglutámico, que se caracteriza por sus propiedades stealth que evita su eliminación rápida del torrente sanguíneo, y de ácido hialurónico, que está descrito que tiene propiedades de vectorización activa hacia las células tumorales. Se utilizaron técnicas de imagen de fluorescencia y luminiscencia in vivo tanto para conocer la biodistribución como para conocer la eficacia de las nanocápsulas en un modelo ortotópico metastásico de cáncer de pulmón. Los resultados obtenidos mostraron una biodistribución similar de las nanocápsulas de ácido poliglutámico y de hialurónico, con acumulación preferente en órganos del sistema monocítico nuclear, pero también con importante biodistribución al sistema linfático. Además, se demostró que las nanocápsulas de ácido poliglutámico son un nanosistema eficiente en la lucha contra la metástasis linfática en un modelo tumoral de pulmón. Por otro lado, la nanomedicina regenerativa se ocupa de la reparación o sustitución de tejidos y órganos dañados mediante la aplicación de métodos procedentes de la terapia génica, la terapia celular, y los biomateriales. En su fin último, la nanomedicina regenerativa pretende estimular y suplementar los propios mecanismos reparadores del cuerpo humano. La indución de programas de diferenciación de células troncales mesenquimales (hMSCs), bien mediante modificación genética, bien mediante factores de crecimiento, es un objetivo crítico para lograr la formación de cartílago. En este trabajo hemos estudiado una estrategia basada en andamiajes bioactivados optimizados para la liberación sostenida de factores de crecimiento. Estos andamiajes están formados por poliésteres que atrapan los factores de crecimiento en forma de complejos con heparina:poloxamina. En concreto, esta estrategia fue aplicada a la formación de matrices tridimensionales mediante la aglomeración de microesferas y mediante la formación de andamiajes, cargados con los factores condrogénicos BMP-7 y TGF-b3/BMP-7, respectivamente. Se comprobó que la adición de microesferas con BMP-7 mejora la formación de cartílago articular en comparación con los protocolos de diferenciación habituales. Además, se comprobó que mediante la utilización de los andamiajes cargados con TGF-b3/BMP-7, es posible formar cartílago in vitro en ausencia de otros factores añadidos exógenamente. En un último trabajo, hemos comprobado la posibilidad de alterar la expresión génica de hMSCs mediante la transfección con mRNA de manera muy eficiente. Estos experimentos abren la puerta a nuevas alternativas futuras para la inducción de la diferenciación.