Chip que imita la barrera hematoencefálica trata tumores cerebrales inalcanzables por quimioterapia

El principal obstáculo para administrar quimioterapia a los tumores cerebrales es la barrera hematoencefálica, que impide la entrada de sustancias dañinas desde el torrente sanguíneo al cerebro, pero que desafortunadamente también bloquea los agentes terapéuticos. Sin embargo, en un estudio preclínico, se ha identificado una nueva proteína que ha demostrado cruzar esta barrera protectora de manera segura y administrar tratamiento directamente a las células tumorales cancerosas. Los resultados, publicados en Nature Nanotechnology, pueden ayudar a los médicos a dirigir terapias hacia tumores cerebrales que antes eran inaccesibles para la quimioterapia.

La nueva proteína, conocida como HER3, fue diseñada por investigadores del Cedars-Sinai Cancer (Los Ángeles, CA, EUA) y se encuentra en la barrera hematoencefálica, lo que permite que su proteína dirigida a los tumores pase del torrente sanguíneo al cerebro. Los investigadores realizaron experimentos utilizando un innovador "chip de órgano" de barrera hematoencefálica. Este dispositivo de laboratorio está diseñado transformando pequeños grupos de células madre pluripotentes inducidas en células de los vasos sanguíneos y células cerebrales, disponiéndolas en un patrón que imita el cerebro humano. Cuando los investigadores introdujeron su proteína en la sección de vasos sanguíneos del chip, observaron cómo cruzaba hacia el tejido cerebral. Al bloquear las proteínas HER3, la proteína dirigida a tumores no pudo atravesar la barrera, lo que sugiere que HER3 desempeña un papel clave en su paso del torrente sanguíneo al cerebro.

La HER3 también se encuentra en la superficie de varias células cancerosas, particularmente en tumores que han hecho metástasis en el cerebro. En experimentos con ratones de laboratorio, las proteínas dirigidas a los tumores atacaron directamente los tumores HER3-positivos, ralentizando su crecimiento sin acumularse en otros órganos. Una vez dentro de las células tumorales, la proteína utiliza un mecanismo único para evitar la destrucción. La proteína incluye una estructura similar a un molinillo que impide la digestión. Cuando entra en la célula tumoral, el molinillo se abre y permite que la proteína se libere de su capa protectora. Cuando se combina con la quimioterapia, produce un impacto mortal en el tumor. Estos resultados prometedores representan un paso significativo hacia el desarrollo de terapias que podrían tratar tumores avanzados sin opciones de tratamiento actuales.

“Estos chips de órgano de la barrera hematoencefálica son lo más cercano a los experimentos en humanos”, afirmó Clive Svendsen, PhD, director ejecutivo del Instituto de Medicina Regenerativa de la Junta de Gobernadores del Cedars-Sinai y coautor del estudio. “Nos permiten crear las condiciones ideales para probar terapias como esta. Incluso podemos utilizar las propias células madre del paciente y fabricar chips de órganos personalizados para probar cómo puede funcionar el medicamento en cada persona”.

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Cedars-Sinai Cancer