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 el país 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 mamogramas 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 autodetecta 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 [Guo W. et al. Beta 4 integrin amplifies ErbB2 signaling to promote mammary tumorigenesis. Cell 126:489-502, 2006; Lahlou H. et al. Mammary epithelial-specific disruption of the focal adhesion kinase blocks mammary tumor progression. Proc Natl Acad Sci. USA 104:20302-20307, 2007;  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)] como agentes potenciales para la detección específica de angiogénesis in vivo en el diagnóstico temprano y posible tratamiento de cáncer de mama y glioblastomas. Asimismo realizar un estudio comparativo con los sistemas monoméricos ^99mTc-HYNIC-cRGDyK y ¹⁷⁷Lu-DOTA-cRGDyK. 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.

Logros Obtenidos:

En concordancia con las metas propuestas para la primera etapa del proyecto, se obtuvieron y caracterizaron por técnicas espectroscópicas, radiocromatográficas y de microscopía, dos radiofármacos multivalentes y multiméricos de nanopartículas de oro conjugadas a péptidos derivados de RGD y marcadas con ^99mTc ó ¹⁷⁷Lu, así como dos radiofármacos que corresponden a sus  respectivos monómeros: ^99mTc-HYNIC-cRGDfK y ¹⁷⁷Lu-DOTA-cRGDfK.

Publicaciones

ARTICULOS EN REVISTAS INTERNACIONALES

1. Santos-Cuevas C.L., Ferro-Flores  G.*, Rojas-Calderón E.L., García-Becerra R., Ordaz-Rosado D., Arteaga de Murphy C., Pedraza-López M. ^99mTc-N₂S₂-Tat(49-57)-bombesin Internalized in Nuclei of Prostate and Breast Cancer Cells: Kinetics, Dosimetry and Effect on Cellular Proliferation. Nuclear Medicine Communications, 32(4) 303-313 (2011).
2. 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, , aceptado el 15 diciembre de 2011 (in press).
3. Morales-Avila E., Ferro-Flores G., Ocampo-García B.E., De León L.M., Santos C.L., Medina L.A., Gómez L. Multimeric System of ^99mTc-labeled Gold Nanoparticles Conjugated to c[RGDfK(C)] for Molecular Imaging of Tumor α(v)β(3) expression. Bioconjugate Chemistry 22(5) 913-922 (2011).
4. Ocampo-García B.E., Ferro-Flores G., Morales-Avila E., Ramírez F. de M. Kit for Preparation of Multimeric Receptor-Specific ^99mTc-Radiopharmaceuticals Based on Gold Nanoparticles. Nuclear Medicine Communications 32(11) 1095-1104 (2011).
5. Ocampo-García B.E., Ramírez F. de M., Ferro-Flores G. De León L.M., Santos C.L., Morales E., Arteaga M.C., Pedraza M., Medina L.A., Camacho M.A. Technetium-99m labeled gold nanoparticles capped with HYNIC-peptide/mannose for sentinel lymph node detection. Nuclear Medicine and Biology, 38(1) 1-11 (2011). 
6. Jiménez-Mancilla N.P., Ferro-Flores G., Ocampo-García B.E., Luna-Guiterrez 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, aceptado el 14 diciembre de 2011 (in press).

PRESENTACIONES EN CONGRESOS INTERNACIONALES:

1. Morales-Avila E, Ferro-Flores G, Ocampo-Garcia B, De León-Rodriguez L, Santos-Cuevas CL, Medina L. 99mTc-labeled Gold Nanoparticles Conjugated to c[RGDfK(C)] for Molecular Imaging of Tumor α_vβ₃ Integrin Expression. 19th International Symposium on Radiopharmaceutical Sciences, Amsterdam, The Netherlands, August 28-September 2, 2011. Society of Radiopharmaceutical Sciences. J. Label. Compd. Radiopharm. 2011; 54:S534 (Abstract).
2. Ocampo-Garcia B, Ferro-Flores G, Morales-Avila E, Ramirez F de M, Santos-Cuevas CL, Medina L. Kit for Instant Preparation of Multimeric Receptor-Specific ^99mTc-Radiopharmaceuticals Based onf Gold Nanoparticles. 19th International Symposium on Radiopharmaceutical Sciences, Amsterdam, The Netherlands, August 28-September 2, 2011. Society of Radiopharmaceutical Sciences. J. Label. Compd. Radiopharm. 2011; 54:S535 (Abstract).
3. Avila-Rodriguez MA, Ferro-Flores G, Pedraza-López M, Arteaga de Murphy C. Preparation and evaluation of ⁶⁸Ga-DOTA-Glu-[cyclo(Arg-Gly-Asp-D-Phe-Lys)]₂. 19th International Symposium on Radiopharmaceutical Sciences, Amsterdam, The Netherlands, August 28-September 2, 2011. Society of Radiopharmaceutical Sciences. J. Label. Compd. Radiopharm. 2011; 54:S353 (Abstract).
4. Flores-Moreno A, Valle-González M, Zarate-Morales A, Ferro-Flores G, Pedraza-Lopez M, Arteaga de Murphy C, Avila-Rodriguez MA. Production of ⁶⁸Ga for Preclinical by Irradiation of a Natural Zn Foil with 7 MeV Protons. 19th International Symposium on Radiopharmaceutical Sciences, Amsterdam, The Netherlands, August 28-September 2, 2011. Society of Radiopharmaceutical Sciences. J. label. Compd. Radiopharm. 2011; 54:S249 (Abstract). 

CAPITULO EN LIBRO

Arteaga de Murphy C, Ferro Flores G, Vera Hermosillo H., Ocampo-García BE. RADIOFÁRMACOS. En 10ª edición de la Farmacopea de los Estados Unidos Mexicanos, Secretaría de Salud, Vol. 1 p. 1324-1365, 2011. ISBN-978-607-460-204-3.

MEMORIAS EN CONGRESOS NACIONALES:

Ferro Flores G., Arteaga de Murphy C., Pedraza-López M., Ocampo-García B., Garnica-Garza H., Pichardo-Romero P., Gutiérrez Z. Dosimetría y Microdosimetría de Radiofármacos para el Diagnóstico, Seguimiento y Posible Tratamiento de Tumores de Origen Neuroendócrino y Linfomas no Hodgkin. Segundo Encuentro Académico de Fondo Sectorial de Investigación en Salud y Seguridad Social SSA/IMSS/ISSSTE-CONACyT 2011. México D.F., 3-4  de noviembre, 2011. Memorias p. 50-52.

PRESENTACIONES EN CONGRESOS NACIONALES:

1. Ferro Flores G. Radiofármacos: Base de la Imagen Molecular. Taller Internacional de Genética Humana. Del 18 al 19 de febrero de 2011. Toluca,  Estado de México.
2. Luna-Gutiérrez MA, Ferro-Flores G, Ocampo-García BE, Jiménez-Mancilla NP,  Morales-Avila E, De León-Rodríguez L, Isaac-Olivé K. ¹⁷⁷Lu-Labeled Monomeric, Dimeric and Multimeric RGD Peptides for the Therapy of α_vβ₃ Integrin-Positive Tumors. XII International Symposium, XXII National Congress on Solid State Dosimetry. 5 to 9 September 2011, Mexico City. Organizado por la Sociedad Mexicana de Irradiación y Dosimetría y la UAM-I.
3. Jiménez-Mancilla NP,  Ferro-Flores G, Ocampo-García BE, Luna-Gutiérrez MA, Ramírez F de M, Pedraza-López M, Torres-García E. Multifunctional targeted radiotherapy system for gastrin releasing peptide-receptor positive tumors. XII International Symposium, XXII National Congress on Solid State Dosimetry. 5 to 9 September 2011, Mexico City. Organizado por la Sociedad Mexicana de Irradiación y Dosimetría y la UAM-I.

INFORME  TÉCNICO :

Ferro Flores G., Ocampo García BE, Ramírez de la Cruz F. de M., Arteaga de Murphy C. y  Pedraza López M. DETECCIÓN IN VIVO DE ANGIOGÉNESIS PARA EL DIAGNÓSTICO TEMPRANO Y POSIBLE TRATAMIENTO DE NEOPLASIAS CON ^99mTc-HYNIC-Arg-Gly-Asp Y ¹⁷⁷Lu-DOTA-Arg-Gly-Asp POR TÉCNICAS DE MEDICINA NUCLEAR MOLECULAR (PRIMERA ETAPA).  INFORME TÉCNICO ININ.GANS-2011-12-01 Diciembre, 2011, pp. 51.

TESIS DE DOCTORADO

Título: Efecto del péptido TAT(49-57) sobre la biocinética y dosimetría de radiofármacos análogos de la bombesina. Fecha de examen: 1 de Julio de 2011. Tesista: Clara Leticia Santos Cuevas. Doctorado en Ciencias con Especialidad en Física Médica. Facultad de Medicina, Universidad Autónoma del Estado de México. Tutor: Guillermina Ferro Flores y Leticia Rojas Calderón

TESIS DE MAESTRIA

TITULO: Estudio de las propiedades ópticas y dosimétricas del nanoconjugado ^99mTc-EDDA/HYNIC-GGC-AuNP-Bombesina por efecto del tamaño de nanopartícula. FECHA DE EXAMEN: 16 de febrero, 2011. ALUMNO: Andrei N. Mendoza Sánchez. DIRECTOR: Guillermina Ferro Flores. MAESTRÍA EN CIENCIAS CON ES´PECIALIDAD EN FÍSICA MEDICA, Facultad de Medicina, Universidad Autónoma del Estado de México.

TESIS DE LICENCIATURA

ALUMNA: ANDREA VILCHIS JUÁREZ.  TITULO: "Radiomarcado del péptido c-DOTA-RGD y c-DOTA-RGDf con Lu-177 y evaluación de su estabilidad in vitro e in vivo". FECHA DE EXAMEN: 10 de enero de 2011. ASESOR: Guillermina Ferro Flores. QUIMICA FARMACEUTICA BIOLOGA, Facultad de Química, UAEM

Aplicaciones:

Los radiofármacos obtenidos serán evaluados biológicamente in vitro  e in vivo en una segunda y tercera etapa para definir cual ó cuales presentan 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. 

Vinculación:

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