Smart design of iron oxide nanoparticles as a platform for tumor targeting and in vivo imaging

Abstract

Durante los últimos años se ha hecho un esfuerzo considerable en el desarrollo de nuevas aproximaciones terapéuticas y diagnósticas basadas en la nanotecnología para avanzar en el manejo del cáncer. Sin embargo, los resultados obtenidos hasta ahora están lejos de las expectativas iniciales. Esta situación es especialmente desalentadora en el caso de los gliomas de alto grado, donde la tasa de supervivencia general permanece prácticamente inalterable y traslación clínica de los resultados obtenidos en la investigación básica es muy escasa. Este fracaso seguramente se deba en gran parte a la naturaleza devastadora de estos tumores, pero, por otro lado, también se puede atribuir a la falta de un diseño racional de los nanomateriales, que tenga en cuenta aspectos tan importantes como la reproducibilidad y escalabilidad de la síntesis, o los diversos factores que determinarán la eficacia in vivo de dichos nanomateriales. Por ello, el objetivo de esta tesis ha sido el diseño inteligente de plataformas nanoteranósticas basadas en nanopartículas de óxido de hierro (IONPs) dirigidas a tumores gliales de alto grado, en concreto al glioblastoma multiforme (GBM), que es el tumor cerebral maligno primario más frecuente y más letal. Para alcanzar este objetivo, en primer lugar, se ha optimizado el proceso de síntesis del núcleo magnético para conseguir un estricto control del tamaño, forma y propiedades magnéticas, así como una alta reproducibilidad y escalabilidad, junto con su transferencia a medios acuosos mediante funcionalización con polietilenglicol para garantizar su biocompatibilidad. A continuación, se ha estudiado su comportamiento in vivo, determinando su capacidad de targeting tumoral mediante transporte pasivo y activo. Los resultados obtenidos han desvelado la enorme restricción impuesta por la barrera hematoencefálica tumoral a las NPs metálicas, evidenciando la necesidad de estrategias de transporte activo para alcanzar estos tumores de manera eficiente.