Nanoportadores basados ​​en ácidos nucleicos, podrían tener un importante papel en el futuro de la nanomedicina

En los últimos años, los nanoportadores basados ​​en ácidos nucleicos (NCNA) se han presentado como nuevas y potentes soluciones que pueden llegar a objetivos específicos de células cancerosas.

Actualmente, la quimioterapia continúa siendo la principal estrategia para el tratamiento clínico contra el cáncer. Aunque ha producido efectos significativos, la quimioterapia también tiene un efecto destructivo sobre los tejidos y las células normales, generando muchos efectos secundarios a los pacientes. Por lo tanto, es necesario estudiar estrategias de tratamiento de alta precisión, seguras y controlables. Con el desarrollo de la investigación, los nanoportadores construidos por ácidos nucleicos con especificidad direccionable y de secuencia han llamado la atención de los investigadores.

Recientemente, National Science Review publicó en línea un artículo titulado “Construcción de nanoportadores basados ​​en ácidos nucleicos y su aplicación en sistemas de entrega de nanobiología“, que fue organizado y escrito por el profesor Yingshu Guo de la Universidad Tecnológica de Qilu y el profesor Weihong Tan del Instituto de Oncología y Medicina Básica de la Academia China de Ciencias. El documento analizó en profundidad la clasificación y las características de los nanoportadores basados ​​en ácidos nucleicos, denominados como NCNA (por las siglas en inglés de Nanocarriers based on nucleic acids) y resumió sistemáticamente sus aplicaciones y ventajas en el campo de la nanobiótica.

Tipos de nanoportadores

Clasificación, construcción y aplicación de NCNAs en sistema de entrega de nanobióticos.

En este documento, los NCNAs se dividen en 3 tipos de nanoportadores:

  1. ADN. Estos tienen la capacidad de administrar medicamentos con precisión a los objetivos, encapsular firmemente los medicamentos y reducir de manera efectiva su toxicidad y los efectos secundarios in vivo e in vitro. Sin embargo, en términos de control estructural y mejora del rendimiento de los nanomateriales de ADN, los autores exponen que se necesita un mayor desarrollo.
  2. ARN. A diferencia del ADN, la nanotecnología del ARN puede trascender las limitaciones de la estructura de doble hélice para formar una gran variedad de estructuras y múltiples tipos de módulos de estructura circular. Esto facilita el diseño de una serie de nanoportadores complejos y controlables.
  3. Híbridos de ADN/ARN. Estos nanotransportadores contienen tanto ADN como ARN, que es un método relativamente común para construir y funcionalizar nanotransportadores. La funcionalización precisa de los NCNA por hibridación de ADN/ARN puede prevenir la toxicidad residual y los efectos secundarios de algunos nanotransportadores, y realizar la construcción y aplicación de transportadores de fármacos más inteligentes.

Aplicaciones

Se presentan en detalle algunas de los usos y aplicación de los NCNA

  • Bioimagen. Se trata de una aplicación común de las NCNA. Los investigadores han usado los nanofluoróforos de ADN, que pueden atravesar eficazmente la barrera hematoencefálica y se han utilizado para mejorar la imagen de fluorescencia de tumores cerebrales en la región NIR-II, y se combinaron de forma innovadora con el polímero de bloque anfifílico de ADN PS-b-DNA como nanoportador. para NP orgánicas luminiscentes.
  • Medicamento de quimioterapia. La quimioterapia y la radioterapia tradicional son formas de tratamiento del cáncer con la desventaja de causar inevitablemente un daño severo a las células normales del tejido. Los NCNA funcionalizados, tienen una selectividad muy alta, lo que puede solucionar este problema. En los últimos años, los NCNA funcionalizados se han utilizado ampliamente en combinación con péptidos, fármacos de quimioterapia y otras sustancias para lograr una liberación controlada con cambios en las condiciones magnéticas, fototérmicas y de pH.
  • Genes. El silenciamiento de genes es un fenómeno en el que los genes no se pueden expresar o se expresan de manera insuficiente en los organismos por alguna razón, y también es un mecanismo para eliminar el ARN anormal de las células eucariotas. La aplicación de NCNA en el campo de la entrega de genes ha logrado buenos resultados, y los ácidos nucleicos son una categoría de nanomaterial que merece mayor atención.
  • Vacunas. Usar el sistema inmune del cuerpo para tratar el cáncer es una estrategia que vale la pena probar. Se han usado NCNA para administrar vacunas en organismos y matar células cancerosas a través del sistema inmune, logrando así el tratamiento del tumor.
  • Fotosensibilizadores. Los NCNA pueden usarse para terapia de fotodinámica (PDT) o terapia de fototérmica (PTT). Los fototeranósticos basados en NCNA, tienen un rendimiento superior en términos de seguridad, adaptabilidad y selectividad.
  • Cofármaco. Para matar las células cancerosas de manera más segura y eficaz, a menudo se usa una variedad de mecanismos para tratamiento combinado, por lo que los investigadores han explorado ampliamente el uso de NCNA para transportar cofármacos.
  • Puertas lógicas de diagnóstico. A través de la investigación continua, los NCNA han logrado una mayor eficiencia en la administración de fármacos. Sin embargo, muchas sustancias cambian constantemente de forma durante el transcurso de la enfermedad y están presentes en las células normales.

Su uso se encuentra en la “infancia“, y para la aplicación clínica aún se debe recorrer un largo camino. Por lo que se requiere una comprensión más profunda de las características de los NCNA para la exploración de nanoportadores totalmente controlables y de mayor precisión.

Referencias

  1. Yingshu Guoa, Xiuping Caob, Xiaofei Zhengb, Sk Jahir Abbasd, Juan Lic, Weihong Tan; Construction of nanocarriers based on nucleic acids and their application in nanobiology delivery systems; National Science Review;  nwac006; DOI:10.1093/nsr/nwac006; pulicado 17 de enero de 2022; Disponible en el URL: https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwac006/6509503

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