Nanopartículas lipídicas: sistemas de administración de fármacos versátiles y sofisticados
Desde el descubrimiento de la primera generación de liposomas en la década de 1960, las nanopartículas lipídicas (LNP, por sus siglas en inglés) han evolucionado enormemente. La aplicación principal de las LNP como vehículos terapéuticos se encuentra en la industria farmacéutica, aunque también tienen utilidad en otros campos como la imagen médica, la cosmética, la nutrición y la agricultura, aunque a menor escala.
Las nanopartículas lipídicas se han utilizado ampliamente en la industria farmacéutica durante décadas. En comparación con otros sistemas de administración de genes y vacunas, son más fáciles de fabricar, menos inmunogénicas y pueden transportar cargas mayores, lo que las convierte en vehículos eficaces y exitosos para diversos tipos de terapias, incluidas moléculas pequeñas, proteínas y ácidos nucleicos.
Recientemente, las nanopartículas lipídicas cobraron protagonismo mundial por su papel en dos vacunas de ARNm contra la COVID aprobadas, al facilitar eficazmente la administración precisa de ARNm, lo que las sitúa como una tecnología de vanguardia en las plataformas de vacunas. Además de las terapias de ARNm, las nanopartículas lipídicas pueden desempeñar un papel clave en otras áreas de enfermedades. De hecho, ya existen varias nanopartículas lipídicas aprobadas para administrar tratamientos contra diversas enfermedades (Figura 1). A continuación, exploramos brevemente el uso de las nanopartículas lipídicas en terapias antitumorales.
Aplicaciones de las nanopartículas lipídicas en la terapia contra el cáncer
La CAS Content Collection™ nos ha permitido revisar la distribución de las áreas de tratamiento que utilizan formulaciones de LNP (Figura 2). Hemos observado que los efectos terapéuticos antitumorales constituyen la mayor parte del uso de fármacos basados en LNP (46%), lo que indica su papel destacado en esta área. El mayor uso individual de las formulaciones antitumorales de LNP se observa en el cáncer de mama (>25%), seguido del cáncer de ovario y el cáncer de pulmón (ambos con un 10%).
Las nanopartículas lipídicas están asociadas a múltiples beneficios terapéuticos que las hacen adecuadas para la administración de fármacos en el tratamiento del cáncer:
También se ha demostrado que las LNP mejoran la eficacia de las terapias contra el cáncer mediante lo que se conoce como efecto de permeabilidad y retención mejoradas (EPR, por sus siglas en inglés). Las LNP pueden atravesar fácilmente los vasos sanguíneos de los tumores debido a su mayor permeabilidad, resultado de una angiogénesis rápida pero defectuosa. Esto permite la acumulación selectiva de LNP en los tumores cuando se administran por vía intravenosa mediante inyección directa, aunque los datos varían según las diferentes vías de administración. Además, el drenaje linfático disfuncional en los tumores mejora la retención de las LNP; la acumulación de estas permite la liberación selectiva de agentes antitumorales dentro de las células tumorales.
Para comprender mejor la aplicabilidad de las LNP en diferentes terapias, se utilizó la CAS Content Collection™ para correlacionar los distintos procesos de formulación de LNP con las terapias a las que pueden aplicarse: los inmunoliposomas y los liposomas sigilosos resultaron ser los tipos de LNP más ubicuos para la terapia antitumoral.
Un ejemplo de terapia contra el cáncer con liposomas sigilosos altamente eficaz es DOXIL® (inyección de liposomas de clorhidrato de doxorrubicina), el primer fármaco liposomal aprobado desarrollado para el tratamiento del cáncer de ovario avanzado, el mieloma múltiple y el sarcoma de Kaposi asociado al VIH. Las LNP utilizadas en DOXIL® emplean el efecto EPR para superar las propiedades cardiotóxicas del potente agente anticancerígeno doxorrubicina, mientras que las nanopartículas estéricamente estabilizadas prolongan el tiempo de circulación en el plasma humano.
En cuanto a la investigación actual y futura, varios ensayos clínicos de fase I/II están investigando actualmente las formulaciones de LNP como objetivos de inmunoterapia contra el cáncer en una serie de tumores sólidos, incluidos el melanoma, el glioblastoma en adultos, el cáncer gastrointestinal y el cáncer genitourinario, por nombrar algunos, lo que subraya el amplio uso clínico de estas terapias.
Los liposomas sensibles a estímulos son otro enfoque que se está investigando para mejorar aún más la administración de fármacos en los tumores, donde están diseñados para liberarse bajo ciertos estímulos fisicoquímicos o bioquímicos. Algunos ejemplos incluyen la doxorrubicina (estímulo: temperatura/pH), el 5-fluorouracilo (estímulo: campo magnético) y el AMD3100 (estímulo: irradiación láser).
El futuro de las nanopartículas lipídicas en el campo emergente de la nanomedicina
El campo de la nanomedicina ha mostrado un progreso notable como terapia farmacológica moderna con amplias aplicaciones clínicas más allá del cáncer. La nanomedicina ha ayudado a mejorar la eficacia, la selectividad y la biodistribución de los sistemas convencionales de transporte de fármacos, al tiempo que reduce sus limitaciones.
El uso de nanopartículas lipídicas en medicina probablemente se expandirá y es muy prometedor en la medicina genética, donde la edición génica, el desarrollo de vacunas y la inmunooncología dependen de la capacidad de administrar ácidos nucleicos en las células de manera eficiente. Se están desarrollando diseños de nanotransportadores más sofisticados y multifuncionales para satisfacer las necesidades de la medicina personalizada, lo que implica una administración de fármacos exitosa, independientemente de las barreras biológicas del paciente relacionadas con la edad, el estado de la enfermedad y las comorbilidades.
Con un desarrollo continuo, las nanopartículas lipídicas pueden reconocerse como una de las áreas más ventajosas y prometedoras de la nanotecnología moderna.
Tenchov R, et al. Lipid nanoparticles - From liposomes to mRNA vaccine delivery, a landscape of research diversity and advancement. ACS Nano. 2021 Jun 28. doi: 10.1021/acsnano.1c04996. Publicación electrónica previa a la impresión.
