La terapia sonodinámica utiliza los ultrasonidos en combinación con fármacos para liberar especies reactivas de oxígeno (ROS) nocivas en el lugar de un tumor. Sin embargo, el tratamiento no es muy eficaz porque las células cancerosas pueden activar sistemas de defensa antioxidantes para contrarrestarlo. Ahora, los investigadores han roto estas defensas con la edición genética CRISPR/Cas9, permitiendo que la terapia sonodinámica reduzca eficazmente los tumores en un modelo de ratón de cáncer de hígado.
El carcinoma hepatocelular, la forma más común de cáncer de hígado, tiene un mal pronóstico, y el tratamiento quirúrgico mediante la extirpación de parte del hígado o el trasplante de un hígado sano no es adecuado para los pacientes con la enfermedad más avanzada.
Dado que los ultrasonidos pueden penetrar en la profundidad de los tejidos, la terapia sonodinámica podría ser una forma eficaz y no invasiva de tratar el carcinoma hepatocelular. Pero en la actualidad, las células cancerosas pueden superar rápidamente la terapia activando un gen llamado factor nuclear eritroide 2 (NFE2L2), que despliega las defensas enzimáticas de desintoxicación y antioxidantes de las células.
La tecnología de edición genética CRISPR/Cas9 se ha utilizado para anular la expresión de los genes en el laboratorio. Así, los investigadores Wei Feng, Huixiong Xu, Yu Chen y sus colegas de la Facultad de Ciencias de la Vida Universidad de Shanghai, en China, se preguntaron si podrían aumentar la eficacia de la terapia sonodinámica utilizando esta tecnología para reducir la expresión de NFE2L2, según publican en la 'ACS Central Science'.
Como primer paso, encapsularon el sistema CRISPR/Cas9 y una molécula precursora de ROS en nanopartículas lipídicas. A continuación, trataron células de carcinoma hepatocelular en una placa de Petri con las nanopartículas.
Las nanopartículas lipídicas fueron captadas por los lisosomas de las células. El tratamiento con ultrasonidos provocó la formación de ROS, que rompieron los lisosomas y permitieron que el sistema CRISPR/Cas9 entrara en el núcleo y eliminara la expresión del gen NFE2L2. Las ROS también dañaron otros componentes celulares. Como resultado, un número significativamente mayor de células cancerosas murió con la terapia sonodinámica que sin la edición del gen NFE2L2.
A continuación, el equipo inyectó el tratamiento con nanopartículas en ratones con tumores de carcinoma hepatocelular humano implantados. Tras 15 días de tratamiento combinado de nanopartículas y ultrasonidos, todos los tumores de los ratones desaparecieron y no volvieron a aparecer.
Los ratones tratados sólo con la terapia sonodinámica tenían menos tumores que los no tratados, pero la adición del sistema CRISPR/Cas9 mejoró significativamente la eficacia de la terapia. Como la edición de genes se produce sólo en los tejidos tumorales bajo la irradiación de ultrasonidos, no causará mutaciones genéticas en los tejidos sanos, afirman los investigadores.
