Las tesis del CiMUS: Germán Berrecoso Cuña

La cantera de nuevos doctores del CiMUS suma una nueva incorporación: Germán Berrecoso Cuña. Lo hace tras presentar este pasado viernes con éxito su tesis doctoral "Nanocápsulas cargadas con inmunomoduladores y anticuerpos monoclonales para el tratamiento del cáncer de pulmón", trabajo que estuvo dirigido por la investigadora principal del CiMUS, María José Alonso, y por el investigador del grupo, José Crecente. El tribunal de evaluación contó entre sus miembros con el profesor asociado del Instituto Israelí de Tecnología, Avi Schroeder; con el profesor titular de la Universidade de Santiago de Compostela (USC), Marcos García Fuentes, y con la también profesora titular del Institut Químic de Sarrià, Cristina Fornaguera Puigvert. 

Este trabajo se ha centrado en el uso de la nanotecnología para mejorar el tratamiento del cáncer de pulmón, debido a la necesidad crítica de disminuir los efectos adversos de ciertos fármacos inmunomoduladores y a la falta de tratamientos para la mayoría de las mutaciones del homólogo de oncogén viral del sarcoma de rata Kirsten (KRAS).

Para ello, el ya nuevo doctor CiMUS diseñó y optimizó nanocápsulas poliméricas, una plataforma de liberación desarrollada y arraigada en el laboratorio de María José Alonso con los objetivos de modular la interacción entre las nanocápsulas poliméricas y las proteínas plasmáticas, encapsular dos fármacos inmunomoduladores cuyo uso está limitado por su toxicidad y encapsular un anticuerpo monoclonal contra la proteína KRAS con mutación G12V para lograr el reconocimiento de su diana intracelularmente.

Metodología de trabajo

A través de esta investigación se ha estudiado en primer lugar cuál es la composición real de las nanocápsulas tras su elaboración y explorado como afectan dichos componentes y las técnicas de preparación de las nanocápsulas a la interacción de estas con proteínas plasmáticas. Los resultados demostraron que las nanocápsulas con mayor cantidad de polietilenglicol (PEG), tanto en la forma de surfactantes como de polímeros PEGilados, exhibieron una menor adsorción de proteínas. Las nanocápsulas elaboradas con 1,2-dioleoil-3-trimetilamoniopropano (DOTAP) como único surfactante absorbieron una elevada cantidad de vitronectina, la cual es un ligando del receptor de integrina αVβ3, altamente expresado en el epitelio pulmonar y en varios tipos de tumores, mientras que aquellas elaboradas con polisorbato 80 se vieron enriquecidas en proteínas del complemento. Estos hallazgos permitieron la identificación de nanocápsulas con una acumulación preferencial en pulmón y con un tiempo de circulación prolongado para su uso como nano-vehículos en el ámbito del cáncer de pulmón.

Posteriormente, dichas nanocápsulas fueron cargadas con galunisertib, un inhibidor de la vía del factor de crecimiento transformante beta (TGF-β), y stattic, un inhibidor del transductor de señal y activador de la transcripción 3 (STAT3) y testadas en la línea celular de cáncer de pulmón CMT 167 y en macrófagos RAW 264.7 para determinar su internalización, citotoxicidad y eficacia de inhibición de las vías de STAT3 y TGF-β in vitro.

Los resultados de este trabajo demostraron que la encapsulación de los fármacos mantuvo su citotoxicidad en células de cáncer, mientras que la redujo en macrófagos. A mayores, dichos macrófagos fueron reprogramados desde pro-tumorales a anti-tumorales a través de la inhibición de dichas vías.

Contribuyendo al avance de una nueva generación de tratamientos contra el cáncer de pulmón

Estas nanocápsulas también fueron empleadas para entregar intracelularmente un anticuerpo anti-KRASG12V en líneas de cáncer de pulmón con dicha mutación, demostrando la internalización del anticuerpo exclusivamente cuando este fue asociado a las nanocápsulas y el reconocimiento de su diana intracelularmente.

En conjunto, esta tesis doctoral destaca las posibilidades tecnológicas de las nanocápsulas poliméricas para el tratamiento del cáncer de pulmón mediante la modificación de la biodistribución de los fármacos, permitiendo su acceso a nuevos compartimentos biológicos y reduciendo sus efectos adversos. Idealmente, se espera que estos estudios contribuyan al avance de una nueva generación de tratamientos contra el cáncer de pulmón, con mejores resultados terapéuticos y menores efectos adversos.

Este trabajo fue financiado mediante varios proyectos europeos (Euronanomed3; 2-Intratarget; 2^2-Intratarget), Gobierno de España y Xunta de Galicia. Para ello, el nuevo doctor CiMUS contó con una beca predoctoral de la Xunta de Galicia (ED481A-2018/047) (cofinanciada por el fondo social europeo “FSE Galicia 2014-2020”) y de una beca IACOBUS Estancias VIII (143) por parte de la Agrupación Europea de Cooperación Territorial Galicia-Norte de Portugal.

Actualmente, parte del trabajo recogido en esta tesis doctoral se encuentra ya publicado en:

• Berrecoso, G., Crecente-Campo, J. & Alonso, M.J. Unveiling the pitfalls of the protein corona of polymeric drug nanocarriers. Drug Deliv. and Transl. Res. 10, 730–750 (2020). https://doi.org/10.1007/s13346-020-00745-0
• Dacoba, T., G., Anthiya, S., Berrecoso, G., Fernández-Mariño, I., Fernández-Varela, C., Crecente-Campo, J., Teijeiro-Osorio, D., Torres Andón, F., Alonso, M. J., Nano-Oncologicals: A Tortoise Trail Reaching New Avenues. Adv. Funct. Mater., 31, 2009860 (2021). https://doi.org/10.1002/adfm.202009860
• Quattrini, F., Berrecoso, G., Crecente-Campo, J. et al. Asymmetric flow field-flow fractionation as a multifunctional technique for the characterization of polymeric nanocarriers. Drug Deliv. and Transl. Res. 11, 373–395 (2021). https://doi.org/10.1007/s13346-021-00918-5
• Berrecoso, G., Crecente-Campo, J. & Alonso, M.J. Quantification of the actual composition of polymeric nanocapsules: a quality control analysis. Drug Deliv. and Transl. Res. 12, 2865–2874 (2022). https://doi.org/10.1007/s13346-022-01150-5