Responsable: GUILLERMINA FERRO FLORES

Objetivos:

Preparar y evaluar sistemas multifuncionales de nanopartículas de oro radiomarcadas con ^99mTc-HYNIC ó ¹⁷⁷Lu-DOTA y conjugadas a la secuencia peptídica ciclo-Arg-Gly-Asp-D-Phe(Cys)[cRGDfK(C)] como agentes potenciales para la detección de angiogénesis in vivo en el diagnóstico temprano y posible tratamiento de cáncer de mama y glioblastomas. Asimismo realizar un estudio comparativo de la biocinética y captación tumoral in vivo de los sistemas multifuncionales ^99mTc- ó ¹⁷⁷Lu- AuNP-cRGDfK(C) con los sistemas monoméricos ^99mTc HYNIC-cRGDyK y ¹⁷⁷Lu-DOTA-cRGDyK respectivamente.

Antecedentes:

La angiogénesis (formación de nuevos vasos sanguíneos) es un proceso crítico de los tumores para su crecimiento y diseminación (metástasis). Sin la producción de neovasculatura para proveer oxígeno y nutrientes, los tumores no pueden crecer más allá de 1-2 mm. El proceso angiogénico es regulado por receptores de adhesión celular tales como las integrinas α(v)β(3), las cuales funcionan como receptores para las proteínas de la matriz extracelular, reconociendo a todas ellas a través de la secuencia tri-peptídica arginina-glicina-ác. aspártico (Arg-Gly-Asp=RGD). La integrina α(v)β(3) está altamente expresada sobre la neovasculatura y en las células del tumor en el cáncer de mama y glioblastomas. La unión específica de las integrinas α(v)β(3) a la secuencia ciclo-RGD, es el fundamento para marcar al péptido c-RGD con radionúclidos para la obtención in vivo de imágenes de angiogénesis por técnicas de medicina nuclear molecular. La unión de decenas o centenas de péptidos a la superficie de una nanopartícula de oro (AuNP) podría producir un sistema multifuncional capaz de incrementar las uniones multivalentes de las NP-péptidos a sus receptores.

Diariamente se diagnostican en México 25 casos de cáncer de mama, entre mujeres de 50 a 55 años. Desde 2006 el cáncer de mama es causante de un mayor número de muertes que el cáncer cérvicouterino. Los datos sobre detección estiman un incremento cercano a 16500 nuevos casos anuales para 2020. La mastografía es la técnica de elección en el diagnóstico de cáncer de mama y si bien los mamo-gramas adquiridos con equipo de rayos X detectan el 85 % de las lesiones en mama no son específicos y de hecho, solamente el 30% de esos pacientes, con biopsias ante la sospecha de cáncer, resultan ser positivos. Más aún, la mayoría de los casos se auto-detecta y sólo 10% de todos los casos se identifica en etapa I. Los tumores gliales (glioblastomas) son las neoplasias primarias más frecuentes del sistema nervioso central (SNC) constituyendo cerca del 90 % en pacientes mayores de 20 años y presentando una supervivencia media de 12 meses. Estos tumores del SNC son la tercera causa de muerte en pacientes de 15 a 35 años y la segunda causa de muerte en menores de 15 años.

La expresión de la integrina α(v)β(3) correlaciona bien con la progresión e invasividad del tumor en cánceres de mama y glioblastomas. Asimismo, la sobre-expresión de las integrinas en eventos tempranos de la progresión del cáncer de mama ha quedado recientemente demostrado (Pointer S.M., Muller W.J. Integrins in mammary-stem-cell biology and breast-cancer progression-a role in cancer stem cells?. Integrins in Stem cell and cancer initiation. J. Cell Sci. 122:207-214, 2009).

En este proyecto se propone preparar y evaluar sistemas multifuncionales de nanopartículas de oro radiomarcadas con ^99mTc-HYNIC ó ¹⁷⁷Lu-DOTA y conjugadas a la secuencia peptídica ciclo-Arg-Gly-Asp-D-Phe(Cys)[cRGDfK(C)]. El proyecto está dividido en tres etapas:

ETAPA 1.  PREPARACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE 4 CONJUGADOS DE RGD,

ETAPA 2. CARACTERIZACIÓN BIOQUÍMICA IN VITRO DE 4 CONJUGADOS DE RGD y

ETAPA 3. FARMACOCINÉTICA Y DOSIMETRÍA IN VIVO DE CONJUGADOS DE RGD.   

Beneficios:

Los radiofármacos obtenidos serán evaluados biológicamente in vivo en una tercera etapa para definir cual presenta las mejores características radiofarmacocinéticas para la detección específica de angiogénesis in vivo en el diagnóstico temprano y posible tratamiento de cáncer de mama y glioblastomas. Se realizará el registro sanitario correspondiente ante la Secretaría de Salud para su distribución a los diferentes centros de Medicina Nuclear en el País.

Logros Obtenidos:

a)    Los radiofármacos multivalentes basados en nanopartículas de oro (AuNP) fueron caracterizados in vitro demostrando afinidad y especificidad por los receptores de integrinas en células de cáncer de glioma C6 y en células de cáncer de mama MCF7.

b)    Los estudios de biodistribución  en ratones con tumores inducidos demostraron alta retención de los radiofármacos después de la administración intratumoral, lo que demuestra su potencial terapéutico.

ARTÍCULOS PUBLICADOS EN REVISTAS INTERNACIONALES:

1.  Ferro-Flores G., Ocampo-García B.E., Meléndez-Alafort L. Development of Specific Radiopharmaceuticals for Infection Imaging by Targeting Infectious Micro-organisms. Current Pharmaceutical Design 18(8) 1098-1106 (2012).

2.  Jiménez-Mancilla N.P., Ferro-Flores G.*, Ocampo-García B.E., Luna-Guitérrez M.A., Ramírez F. de M., Pedraza-Lopez M., Torres-García E. Multifunctional targeted radiotherapy system for induced tumors expressing gastrin-releasing peptide receptors. Current  Nanoscience 18(2) 193-201 (2012). *Corresponding author

3.  Luna-Guitérrez M., Ferro-Flores G.*, Ocampo-García B.E., Jiménez-Mancilla N.P., Morales-Avila E., De León-Rodríguez L.M., Isaac-Olivé K. ¹⁷⁷Lu-labeled monomeric, dimeric and multimeric RGD peptides for the therapy of tumors expressing αvβ3 integrins. Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals 50(4) 140-148 (2012). *Corresponding author

4.  Morales-Avila E., Ferro-Flores G.*, Ocampo-García B.E., Gómez-Oliván L. Engineered Multifunctional RGD-Gold Nanoparticles for the Detection of Tumour specific α(υ)β(3) Expression: Chemical Characterisation and Ecotoxicological Risk Assessment. Journal of Biomedical Nanotechnology 8(6) 991-999 (2012). *Corresponding author

5.  Hao G., Sun X., Do Q.N., Ocampo-García B., Vilchis-Juárez A., Ferro-Flores G., De León-Rodríguez L.M. Cyclization of RGD Peptide Sequences via the Macrocyclic Chelator DOTA for Integrin Imaging. Dalton Transactions 41(46) 14051-14054 (2012).

6.  Mendoza-Nava H., Ferro-Flores G.*, Ocampo-García B.E., Serment-Guerrero J., Santos-Cuevas C., Jiménez-Mancilla N., Luna-Gutiérrez M., Camacho-López M.A. Laser Heating of Gold Nanospheres Functionalized with Octreotide: In Vitro Effect on HeLa Cell Viability. Photomedicine and Laser Surgery, aceptado en noviembre de 2012. *Corresponding author

CAPÍTULO EN LIBRO:

Morales-Avila E., Ferro-Flores G., Ocampo-García B.E., Ramírez F. de M. Chapter 2 “Radiolabeled Nanoparticles for Molecular Imaging”. In “Molecular Imaging” Edited by Bernhard Schaller. Ed. InTech, Croatia, 2012, p. 15-38. ISBN 978-953-51-0359-2.

TESIS DE DOCTORADO:

1)  Preparación y caracterización de un sistema heterofuncional de nanopartículas de oro marcadas con tecnecio-99m y conjugadas a la secuencia –Arg-Gly-Asp- para la detección in vivo de angiogénesis y su efecto tóxico en el ambiente. FECHA DE OBTENCIÓN DEL GRADO: 2 de Julio de 2012 NOMBRE DEL ALUMNO: Enrique Morales Avila. DOCTORADO en Ciencias Químicas con Especialidad en Farmacia, Facultad de Química, Universidad Autónoma del Estado de México.

2)  Desarrollo de un radiofármaco específico para la detección del ganglio centinela en cáncer de mama basado en nanopartículas de oro funcionalizadas con HYNIC-péptido/manosa. FECHA DE OBTENCIÓN DEL GRADO: 19 de Julio de 2012. NOMBRE DEL ALUMNO: Blanca Elí Ocampo García. DOCTORADO en Ciencias con Especialidad Física Médica, Facultad de Medicina, Universidad Autónoma del Estado de México.

SOLICITUD DE REGISTROS DE PATENTE:

1. Guillermina Ferro-Flores, Enrique Morales-Avila, Blanca Eli Ocampo-García, Clara L. Santos-Cuevas. Nanopartículas de oro radiomarcadas con ^99mTc y conjugadas a péptidos c[RGDfK(C)] como un nuevo radiofármaco para la detección in vivo de angiogénesis.MX/a/2012/003633 Registrada.

2. Guillermina Ferro-Flores, Blanca Eli Ocampo-García, Myrna A. Luna-Gutiérrez, Nallely Jiménez Mancilla, Enrique Morales-Avila. Nanopartículas de oro radiomarcadas con ¹⁷⁷Lu y conjugadas a péptidos c(RGDfK)C como un nuevo radiofármaco para la terapia de tumores que sobre-expresan integrinas α(v)β(3).MX/a/2012/003632 Registrada.

3. Blanca Eli Ocampo-García, Guillermina Ferro-Flores, Enrique Morales-Avila, Flor de María Ramírez de la Cruz. Juego de reactivos para la preparación de radiofármacos de blancos moleculares específicos basados en nanopartículas oro marcadas con 99mTc.MX/a/2012/003635 Registrada.

Aplicaciones:

Detección de angiogénesis in vivo en el diagnóstico temprano y posible tratamiento de cáncer de mama y glioblastomas por técnicas de Medicina Nuclear Molecular

Vinculación:

Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, Instituto Nacional de Cancerología, Universidad Autónoma del Estado de México.