Con una tasa de incidencia mundial de 3,4 casos por millón de personas por año, el osteosarcoma es uno de los cánceres de huesos más comunes que afectan a niños y adolescentes. Debido a la agresividad de la enfermedad, la intervención quirúrgica suele implicar la reconstrucción total de las extremidades o, en la mayoría de los casos, la amputación. A ello hay que sumar la quimioterapia que conduce a un mal pronóstico y una disminución de la calidad de vida. Se ha demostrado que tanto la quimioterapia como los tumores de osteosarcoma alteran la capacidad de reparación del hueso después de una intervención quirúrgica.

En este contexto, investigadores del Brigham and Women´s Hospital, en colaboración con investigadores del University College Dublin (UCD), el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y el Trinity College Dublin (TCD), han identificado un objetivo terapéutico potencial y han desarrollado un sistema de administración único para tratar el osteosarcoma.

En un estudio preclínico, publicado en ´Advanced Materials´, el equipo descubrió que el uso de nanopartículas de microARN administradas localmente mediante un hidrogel suprimía el crecimiento del osteosarcoma y, al mismo tiempo, disminuía el daño óseo.

"Este trabajo busca responder una importante pregunta científica básica, como el equilibrio entre poder regenerar el hueso dañado para que estos pacientes jóvenes no pierdan sus extremidades y prevenir la recurrencia del tumor", explicó la autora principal Natalie Artzi, profesora del Departamento de Medicina del Brigham and Women´s Hospital.

"El plan de tratamiento estándar de hoy no es diferente en comparación al que se introdujo por primera vez hace casi 50 años", según la autora principal Fiona Freeman, profesora asistente en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales de la UCD y miembro del Instituto UCD Conway. "Casi un tercio de los pacientes recaen y necesitan nuevas intervenciones. Esta necesidad clínica insatisfecha nos llevó a centrarnos en el posible uso de la terapia con microARN en el osteosarcoma, y ​​específicamente en un objetivo genético llamado miR-29b".

Terapia con microARN

Los microARN son una familia de moléculas que ayudan a controlar ciertas actividades en las células, como el crecimiento y el desarrollo. Están mostrando resultados prometedores en el tratamiento del cáncer y de la infección viral.

En su estudio, los investigadores exploraron el potencial terapéutico de miR-29b, un microARN que, según su hipótesis, podría bloquear el crecimiento del tumor del osteosarcoma. El equipo desarrolló una formulación de nanopartículas miR-29b que se administraron a través de un sistema de administración de hidrogel basado en ácido hialurónico directamente en el sitio del tumor. El sistema de administración inyectable basado en ácido hialurónico se convirtió en gel en el área objetivo del cuerpo en cuestión de minutos y permitió la administración local y sostenida del miR-29b en el sitio del tumor primario.

"Nuestro estudio demuestra el poder de la administración local: las nanopartículas cargadas con miR-29b mejoran el potencial terapéutico de la quimioterapia y suprimen el crecimiento tumoral, al mismo tiempo que ayudan en la reparación del hueso dañado circundante, incluso mientras el paciente está en tratamiento con quimioterapia", explicó la prof. Natalie Artzi.

Además de evaluar si el enfoque de la terapia génica podría disminuir el crecimiento tumoral, los investigadores también evaluaron si la terapia podría normalizar la desregulación del crecimiento óseo.

En un modelo de ratón de osteosarcoma, los investigadores compararon la adición de la terapia génica de hidrogel con quimioterapia con la quimioterapia sola. El equipo encontró que cuando se administró miR-29b junto con quimioterapia sistémica, la terapia proporcionó una disminución significativa en la carga tumoral, un aumento en la supervivencia del ratón y una disminución significativa en la destrucción del hueso causada por el tumor. El equipo de investigación también validó el potencial terapéutico utilizando dos modelos predictivos de la enfermedad; un modelo de esferoide de cocultivo en 3D; y un modelo murino metastásico ortotópico.

Este trabajo destaca la importancia de aprovechar los biomateriales para mejorar la ventana terapéutica de las terapias que no podrían llegar al objetivo establecido en cantidades adecuadas debido a la degradación prematura o la toxicidad sistémica. Al hacerlo, se pueden estudiar los mecanismos asociados con la terapia y se puede lograr la combinación correcta de medicamentos y la liberación programada. El enfoque del equipo puede permitir, en el futuro, la entrega de agentes inmunomoduladores que se pueden aprovechar para entrenar el sistema inmunológico para prevenir la recurrencia del cáncer, un problema importante en los pacientes con osteosarcoma.

"Los hallazgos de este estudio tienen el potencial de revolucionar el tratamiento del cáncer y mejorar los resultados al proporcionar información vital que puede orientar en el diseño de futuras terapias combinadas para estos pacientes jóvenes", concluyó Daniel Kelly, profesor de Ingeniería de Tejidos en Trinity College Dublin e investigador principal de Amber, quien fue coautor del artículo.