Preparación y evaluación in vitro e in vivo de nanocápsulas de rHDL marcadas con 225AcCl3: comparación con nanopartículas de 177Lu2O3 para radioterapia dirigida.

Abstract

El actinio-225 y otros radionúclidos emisores de partículas alfa han mostrado un gran potencial para el tratamiento del cáncer. Las lipoproteínas de alta densidad reconstituidas (rHDL) reconocen específicamente el receptor eliminador B tipo I (SR-BI) sobreexpresado en varios tipos de células cáncerosas. Además, después del reconocimiento de rHDL-SR-BI, el contenido de rHDL se inyecta en el citoplasma celular. Esta investigación tuvo como objetivo preparar un nanosistema específico que suministre 225Ac mediante la encapsulación del radionúclido en nanopartículas de rHDL. La síntesis de rHDL se realizó en dos pasos utilizando el método de síntesis por microfluidos para la posterior encapsulación de 225Ac, previamente complejado a una molécula lipofílica (225Ac-DOTA-benceno-p-SCN, CLog P = 3.42). El nanosistema (tamaño de partícula de 13 nm) mostró una pureza radioquímica superior al 99% y estabilidad en suero humano. Los estudios in vitro en células cáncerosas HEP-G2 y PC-3 (SR-BI positivo) indicaron que el 225Ac se internalizó con éxito en el citoplasma de las células, administrando altas dosis de radiación a los núcleos celulares (107 Gy a PC-3 y 161 Gy a HEP -G2 núcleos a las 24 h), dando como resultado una disminución significativa en la viabilidad celular hasta el 3.22 ± 0.72 % para PC-3 y hasta el 1.79 ± 0.23 % para HEP-G2 a las 192 h después del tratamiento con 225Ac-rHDL. Tras la administración intratumoral de 225Ac-rHDL en ratones portadores de tumores HEP-G2, el perfil biocinético mostró una retención significativa de radiactividad en las masas tumorales (90.16 ±2.52% de la actividad inyectada), lo que generó dosis de radiación ablativa (649 Gy/MBq). Los resultados demostraron propiedades adecuadas de rHDL como vehículo estable para la deposición selectiva de 225Ac dentro de células cáncerosas que sobreexpresan SR-BI. Los resultados obtenidos en esta investigación justifican más estudios preclínicos, diseñados para evaluar la eficacia terapéutica del sistema 225Ac-rHDL para la terapia dirigida con partículas alfa de tumores que sobreexpresan el receptor SR-BI. La proteína de activación de fibroblastos (FAP) se sobreexpresa en fibroblastos asociados con el microambiente tumoral, mientras que el antígeno prostático específico de membrana (PSMA) se expresa en la neovasculatura de procesos angiogénicos malignos. Previamente, nuestro grupo de investigación reportó que las nanopartículas de sesquióxido de [[177Lu]Lu2O3-iFAP/iPSMA ([177Lu]Lu2O3-iFAP/iPSMA) inhiben la progresión tumoral HCT116 en modelos murinos. Evaluar la toxicidad de [177Lu]Lu2O3-iFAP/iPSMA en tejidos sanos, así como a nivel tisular y celular en entornos patológicos, es esencial para demostrar la seguridad del nanosistema en el tratamiento de pacientes. Es igualmente importante demostrar que [177Lu]Lu2O3-iFAP/iPSMA se puede preparar bajo buenas prácticas de fabricación (BPF) con características de calidad de grado farmacéutico reproducibles. Esta investigación tuvo como objetivo preparar [177Lu]Lu2O3-iFAP/iPSMA bajo procesos radiofarmacéuticos compatibles con las BPF, así como evaluar su toxicidad en cultivos celulares y sistemas biológicos murinos en entornos patológicos. Para ello, se formularon nanopartículas de [177Lu]Lu2O3 como soluciones radiocoloidales con ligandos inhibidores de FAP y PSMA (iFAP e iPSMA), citrato de sodio y gelatina, seguidas de calentamiento a 121°C (presión de 103 kPa) durante 15 min. Se fabricaron tres lotes consecutivos. El producto final se analizó según métodos farmacopeicos convencionales. El contenido de Lu en las formulaciones se determinó mediante fluorescencia de rayos X. La captación del [177Lu]Lu2O3-iFAP/iPSMA en células cancerosas se evaluó in vitro mediante inmunofluorescencia. La toxicidad histopatológica en tejidos sanos y tumorales se evaluó en ratones portadores de tumores HCT116. Se realizaron ensayos inmunohistoquímicos para corroborar la expresión tumoral de FAP y PSMA. La genotoxicidad aguda se evaluó mediante el ensayo de micronúcleos. Los resultados mostraron que los lotes fabricados bajo condiciones BFP son reproducibles. Las soluciones radiocoloidales fueron estériles y libres de endotoxinas bacterianas, con una pureza radionuclídica y radioquímica superior al 99%. El contenido de lutecio fue de 0.10±0.02 mg/mL (0.9 GBq/mg). Se observó una inhibición significativa de la proliferación celular in vitro y en tumores debido a la acumulación de nanopartículas en los fibroblastos (FAP+) y en la neovasculatura (PSMA+) del microambiente tumoral. No se detectó daño histopatológico en tejidos sanos. Los datos obtenidos en esta investigación proporcionan nueva evidencia sobre la toxicidad selectiva para tumores malignos y la ausencia de cambios histológicos en tejidos sanos después de la inyección intravenosa de [177Lu]Lu2O3-iFAP/iPSMA en mamíferos. La fácil preparación en condiciones BPF y las características de toxicidad obtenidas, proporcionan el valor añadido necesario para la traslación clínica del nanosistema [177Lu]Lu2O3-iFAP/iPSMA.