Tetraedros de ADN: Un nuevo enfoque en la terapia contra el cáncer

El cáncer es una enfermedad seria que ha estado presente durante mucho tiempo. Aún tiene muchos misterios. Las principales formas de tratar el cáncer son la cirugía, la quimioterapia y la radioterapia. Recientemente, ha habido un cambio hacia terapias dirigidas e inmunoterapias que buscan tratar la enfermedad de manera más efectiva. A pesar de estos avances, una cura completa para el cáncer sigue siendo esquiva. El entorno donde crecen los tumores es complicado, contiene varios tipos de células, incluidas las células cancerosas, células inmunitarias y vasos sanguíneos. Este entorno puede dificultar que los tratamientos funcionen bien.

#El papel de los Macrófagos en el cáncer

Los macrófagos son un tipo de célula inmunitaria que juega un papel importante en proteger nuestros cuerpos. Pueden cambiar entre dos estados: el estado M1, que lucha contra infecciones, y el estado M2, que ayuda con la sanación. En el cáncer, estas células pueden ser atraídas hacia el tumor. Sin embargo, las células cancerosas pueden cambiar el comportamiento de los macrófagos para apoyar el crecimiento del tumor, llamándolos macrófagos asociados al tumor (TAM). Estos macrófagos pueden ayudar al tumor a crecer y expandirse, creando un entorno que suprime la respuesta inmune. La mayoría de los tratamientos actuales se enfocan en las células cancerosas en sí, a menudo pasando por alto este entorno complejo. Al atacar también a los TAM además de las células cancerosas, podríamos ver mejores resultados en la terapia contra el cáncer.

#Avances en nanotecnología del ADN

La nanotecnología del ADN está creciendo rápidamente y se centra en usar ADN para diversos propósitos médicos. Utiliza el apareamiento natural de las bases del ADN para crear estructuras diminutas. Uno de los pioneros en este campo fue el Prof. Ned Seeman, quien primero creó una unión de 4 vías de ADN. Desde entonces, se han desarrollado varias estructuras, incluyendo tetraedros de ADN. Estos tetraedros tienen muchos beneficios y se utilizan en la entrega de medicamentos y otras aplicaciones médicas. También han mostrado la capacidad de combatir el Estrés Oxidativo y la inflamación en las células.

#Propósito de este estudio

En este estudio, investigamos cómo se podrían usar los tetraedros de ADN en el tratamiento del cáncer, especialmente en relación con las células inmunitarias. Creamos estos tetraedros y analizamos sus propiedades. Nuestros pruebas iniciales se centraron en su capacidad para combatir el estrés oxidativo, seguido de ver cómo afectan a las células de macrófagos. Encontramos que los tetraedros de ADN, por sí solos, no provocaron ninguna respuesta inmune. Luego examinamos el papel de estos tetraedros en los macrófagos asociados al tumor.

#Creación y examen del tetraedro

Para crear los tetraedros de ADN, mezclamos cuatro iniciadores de ADN y utilizamos un simple proceso de calentamiento y enfriamiento para darles forma. Usamos varias técnicas para confirmar que formamos exitosamente estas estructuras. Un método involucró verificar cómo se movían a través de un gel; notamos que a medida que agregábamos más iniciadores, las estructuras se movían más lentamente, indicando que estaban construyendo formas más grandes. También medimos el tamaño y forma de los tetraedros de ADN y encontramos que tenían aproximadamente 9.2 nm de tamaño y tenían forma triangular. Las pruebas de estabilidad mostraron que podían durar en suero durante unas dos horas antes de descomponerse.

#Efectos sobre el estrés oxidativo y la inflamación

Las especies reactivas de oxígeno (ROS) son moléculas que pueden influir en varias funciones celulares y son una parte clave de la respuesta inflamatoria en los macrófagos. Vimos cómo los tetraedros de ADN afectaron los niveles de ROS en una línea celular de macrófagos específica. Dividimos las células en diferentes grupos y las tratamos ya sea con el tetraedro, un agente inflamatorio conocido (LPS), o ambos. Descubrimos que el tetraedro no provocó un aumento en ROS por sí mismo. Sin embargo, cuando se usó con LPS, el tetraedro redujo los niveles de ROS en comparación con el grupo solo de LPS, lo que sugiere que puede reducir el estrés oxidativo.

También exploramos cómo el tetraedro influía en una proteína llamada HIFα, que está relacionada con altos niveles de ROS. Nuestros hallazgos mostraron que la expresión de HIFα seguía un patrón similar al de los niveles de ROS, apoyando aún más nuestros resultados. Dado que las ROS también son necesarias para ciertas señales inmunitarias, verificamos los niveles de una señal inmunitaria clave llamada IL6. Similar a nuestras otras observaciones, encontramos que el tetraedro redujo los niveles de IL6 en comparación con el tratamiento con solo LPS. Esto indica que el tetraedro de ADN tiene propiedades que ayudan a combatir el estrés oxidativo y la inflamación.

#Fagocitosis y endocitosis

Se sabe que los macrófagos tienen la capacidad de "comer" partículas dañinas. Probamos cómo los tetraedros de ADN afectan esta función de "comer" usando un tipo específico de marcador. Encontramos que los macrófagos absorbieron menos de este marcador cuando fueron tratados con los tetraedros, lo que indica una reducción en su función.

También miramos cómo los tetraedros afectaron la absorción de transferrina, una proteína involucrada en el transporte de hierro dentro de las células. Sorprendentemente, descubrimos que el tratamiento con el tetraedro redujo la absorción de transferrina en macrófagos tratados con LPS. Este resultado puede indicar que diferentes tipos de células pueden responder de manera diferente al tratamiento.

#Apuntando a los macrófagos asociados al tumor

Habiendo establecido los efectos de los tetraedros de ADN en los macrófagos, nos enfocamos en su papel en los macrófagos asociados al tumor. Expusimos macrófagos a sustancias de células cancerosas para imitar el entorno tumoral y luego tratamos estos macrófagos con tetraedros. Notamos que estos macrófagos asociados al tumor producían más ROS que los controles normales. Sin embargo, después del tratamiento con los tetraedros, los niveles de ROS disminuyeron significativamente.

También examinamos los niveles de HIFα en estas células tratadas y encontramos que el patrón reflejaba los cambios en ROS, sugiriendo que los tetraedros pueden influir efectivamente en estos macrófagos asociados al tumor.

#Investigando NFkB y PD-L1

Para apoyar aún más nuestros hallazgos, miramos un gen llamado NFkB, conocido por mantener el comportamiento que apoya al tumor de los macrófagos. En nuestro análisis, encontramos que los niveles de NFkB estaban elevados en los macrófagos asociados al tumor, pero el tratamiento con tetraedros llevó a una disminución en sus niveles. Este hallazgo refuerza la idea de que los tetraedros pueden modificar el comportamiento de los macrófagos asociados al tumor.

A continuación, exploramos la relación entre los tetraedros y una proteína llamada PD-L1, que ayuda a las células cancerosas a evitar la detección por parte del sistema inmunológico. Descubrimos que los niveles de PD-L1 eran más altos en los macrófagos asociados al tumor en comparación con las células normales. Importante, el tratamiento con tetraedros redujo los niveles de PD-L1, sugiriendo que estos tetraedros podrían ayudar a hacer que las células inmunitarias sean más efectivas contra los tumores.

#Conclusión y direcciones futuras

Esta investigación resalta el potencial de los tetraedros de ADN en el tratamiento del cáncer, especialmente en el enfoque hacia los macrófagos asociados al tumor. Nuestros hallazgos sugieren que los tetraedros pueden ayudar a reducir la inflamación y modificar las respuestas inmunitarias, posiblemente ofreciendo un nuevo enfoque para la terapia contra el cáncer. Esto podría abrir el camino para más estudios que exploren el uso de tetraedros no solo para el cáncer, sino también para otras condiciones relacionadas con el sistema inmunológico. Al enfocarnos en los macrófagos asociados al tumor, podemos mejorar los tratamientos actuales contra el cáncer y potencialmente desarrollar nuevos. Los resultados prometedores de este estudio animan a seguir explorando en esta área para futuras aplicaciones en medicina.