Javascript está actualmente deshabilitado en su navegador.Varias características de este sitio no funcionarán mientras javascript esté deshabilitado.acceso abierto a la investigación científica y médicaDesde la presentación hasta la primera decisión editorial.De la aceptación editorial a la publicación.El porcentaje anterior de manuscritos han sido rechazados en los últimos 12 meses.Revistas científicas y médicas de acceso abierto revisadas por pares.Dove Medical Press es miembro de la OAI.Reimpresiones masivas para la industria farmacéutica.Ofrecemos beneficios reales a nuestros autores, incluido el procesamiento rápido de artículos.Registre sus detalles específicos y medicamentos específicos de interés y compararemos la información que proporcione con los artículos de nuestra extensa base de datos y le enviaremos copias en PDF por correo electrónico de inmediato.Volver a Revistas » International Journal of Nanomedicine » Volumen 15Endocitosis y orientación de orgánulos de nanomedicinas en la terapia del cáncerAutores: Wang X, Qiu Y, Wang M, Zhang C, Zhang T, Zhou H, Zhao W, Zhao W, Xia G, Shao RPublicado el 25 de noviembre de 2020 Volumen 2020:15 Páginas 9447—9467DOI https://doi.org/10.2147/IJN.S274289Revisión por revisión por pares anónimos únicosEditor que aprobó la publicación: Dr. Thomas J WebsterXiaowei Wang, Yuhan Qiu, Mengyan Wang, Conghui Zhang, Tianshu Zhang, Huimin Zhou, Wenxia Zhao, Wuli Zhao, Guimin Xia, Rongguang Shao Institute of Medicinal Biotechnology, Peking Union Medical College and Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing, República Popular de Correspondencia en China: Instituto de Biotecnología Medicinal Wuli Zhao, Facultad de Medicina de la Unión de Pekín y Academia China de Ciencias Médicas, Pekín 10050, República Popular de China Tel +86-10-83166673 Correo electrónico [email protected] Instituto de Biotecnología Medicinal Guimin Xia, Medicina de la Unión de Pekín College and Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 10050, República Popular de China Tel +86-10-63150697 Correo electrónico [email protected] Resumen: Los nanomedicamentos (NM) han desempeñado un papel cada vez mayor en la terapia del cáncer como portadores para administrar de manera eficiente la terapia en las células tumorales. .Para esta aplicación, la captación de NM por parte de las células tumorales suele ser un requisito previo para llevar la carga a ubicaciones intracelulares, lo que se basa principalmente en la endocitosis.Los NM pueden ingresar a las células a través de una variedad de vías de endocitosis.Diferentes vías de endocitosis exhiben diferentes rutas de tráfico intracelular y diversas localizaciones subcelulares.Por lo tanto, es necesaria una comprensión integral de los mecanismos de endocitosis para aumentar la eficiencia de entrada celular y rastrear el destino de los NM después de la internalización.Esta revisión se centra en las vías de endocitosis de los NM en las células tumorales, incluidas principalmente las vías de endocitosis mediadas por clatrina y caveolas, que involucran moléculas efectoras, la diferencia de expresión de esas moléculas entre las células normales y tumorales, así como la ruta de tráfico intracelular de las correspondientes vesículas de endocitosis.Luego, se describen las últimas estrategias para que los NM empleen activamente la endocitosis, incluida la mejora de la captación celular tumoral de NM mediante endocitosis mediada por receptor, endocitosis mediada por transportador y habilitación de la actividad del fármaco al cambiar las rutas intracelulares.Finalmente, también se mencionan estrategias de orientación activa hacia los orgánulos intracelulares.Esta revisión será útil no solo para explicar la endocitosis y el proceso de tráfico de NM y dilucidar los mecanismos antitumorales dentro de la célula, sino también para generar nuevas ideas para el diseño de NM altamente eficaces y dirigidos contra el cáncer.Palabras clave: nanomedicina, vía de endocitosis, clatrina, caveolas, endosoma, orientación a orgánulosLos nanomedicamentos (NM) han desempeñado un papel cada vez mayor en la terapia del cáncer por su notable capacidad para aumentar la eficacia terapéutica y disminuir la toxicidad sistemática.1–3 Los NM, o nanopartículas, son partículas de fármacos de tamaño nanométrico, como liposomas, micelas, NM poliméricos y fármacos conjugados, entregando entidades terapéuticas de manera controlada a un sitio deseado.Se están investigando grandes cantidades de NM para la terapia del cáncer, algunos exitosos han salido al mercado, como el liposoma cargado con doxorrubicina (DOX) (DOXIL®), el nanocomplejo de paclitaxel unido a albúmina (nab-paclitaxel, Abraxane®) y el irinotecán liposomal ( Onivyde®).4 Inherente a la amplia investigación de NM está el reconocimiento de que las características nanométricas ofrecen ventajas únicas para la terapia del cáncer.En términos de administración de fármacos, los NM no solo pueden aumentar la concentración del fármaco en el tejido tumoral, sino que también pueden mejorar la captación celular y realizar la administración específica de orgánulos del fármaco cargado mediante la adopción de diversas estrategias de diseño de nanomedicina.5,6Los tejidos tumorales son el principal objetivo de acumulación de NM debido a las diferencias fisiopatológicas del tumor con respecto a los tejidos normales.La alta permeabilidad de los vasos sanguíneos y el drenaje linfático deteriorado permiten que los NM que van desde 10 a 500 nm se filtren selectivamente de la luz vascular y logren una mayor acumulación en el tumor en comparación con el tejido normal, lo que se conoce como efecto de retención y permeabilidad mejorada (EPR).7,8 Aunque recientemente , la vía transendotelial se plantea como un nuevo mecanismo para explicar la acumulación tumoral de NM,9 el efecto EPR sigue siendo un enfoque reconocido que permite que los NM se acumulen pasivamente en los tejidos tumorales para mejorar el beneficio clínico y disminuir los efectos adversos.10,11Sin embargo, los objetivos de muchos agentes anticancerígenos se localizan en compartimentos subcelulares, se espera que los NM cargados de fármacos no solo se concentren en los tejidos tumorales, sino que también se transloquen a través de las membranas celulares e incluso se dirijan a los orgánulos subcelulares.La endocitosis es la forma principal en que los NM logran la entrada celular.2 La captación celular eficiente de los NM es garantía para la administración intracelular eficaz del fármaco.Además, diferentes vías de endocitosis conducen a diferentes destinos de tráfico intracelular y localización de NM.Por lo tanto, la comprensión integral de las vías de endocitosis de los NM sería clave para lograr una absorción eficiente y rastrear el destino de los NM después de internalizarse en las células tumorales, para explicar así la eficacia del tratamiento y el perfil toxicológico de la carga transportada dentro de las células.Además, el papel de la endocitosis no se limita de ninguna manera a proporcionar una vía de entrada celular para los NM.Con el avance de la nanotecnología, la endocitosis se puede explotar para lograr propósitos especiales de entrega de NM.En algunos casos, la endocitosis se aprovecha para controlar selectivamente la captación.Por ejemplo, al cambiar las propiedades fisicoquímicas de las partículas, se puede limitar la absorción por las células fagocíticas y, por lo tanto, evitar la eliminación de NM por el sistema reticuloendotelial (RES);mediante la modificación de la superficie con ligandos específicos, los NM pueden exhibir una captación celular mejorada a través de la endocitosis mediada por receptores e incluso la entrega dirigida a orgánulos subcelulares específicos. Modos de orientación pasiva.En otras aplicaciones, la endocitosis se aprovecha para permitir la actividad del fármaco.13 Al encapsularse en nanoportadores, se puede realizar una endocitosis celular eficaz para aquellos fármacos que requieren una administración intracelular para tener un efecto antitumoral pero que se degradan fácilmente dentro de la célula, como los oligonucleótidos y ciertos proteinasCon base en lo anterior, esta revisión se centra en las siguientes tres partes relacionadas con la endocitosis de NM para la terapia del cáncer: Una descripción general de las diferentes vías de endocitosis.Se centran en las últimas moléculas informadas, las rutas de tráfico intracelular y los NM no ligandos típicos para la terapia del cáncer involucrados en diferentes vías de endocitosis.Estrategias para el diseño de NM antitumorales eficientes mediante la explotación activa de la endocitosis.Estrategias para el diseño de NM capaces de una orientación subcelular eficiente.Esperamos que esta revisión no solo sea útil para explicar la endocitosis y el proceso de tráfico de NM, así como para dilucidar los mecanismos antitumorales dentro de la célula, sino que también aporte nuevas ideas para el diseño de NM altamente eficaces, multifuncionales y dirigidos contra el cáncer, que tiene valor clínico.La endocitosis es un proceso dependiente de la energía, por el cual las células internalizan sustancias de su entorno utilizando vesículas generadas a partir de la membrana plasmática.Cuando los NM están en el medio extracelular, ingresan a las células a través de diferentes vías de endocitosis siguiendo los pasos fundamentales (Figura 1).i) Unión y brotación.Los NM interactúan con la superficie celular a través de interacciones no específicas, como las interacciones electrostáticas e hidrofóbicas o mediante interacciones específicas impulsadas por ligando-receptor.14 Posteriormente, los NM se envuelven en la membrana celular para formar invaginaciones, lo que se denomina gemación.ii) Pellizcar.Los "brotes" se pellizcan para formar diferentes vesículas endocíticas, y luego se infunden en los primeros endosomas.15 iii) Clasificación y tráfico intracelular.Los endosomas tempranos actúan como una máquina clasificadora y pueden llevar las cargas a orgánulos subcelulares específicos, a endosomas de reciclaje para el reciclaje apical reciclado, al compartimiento basolateral para la liberación.16–18 Además, los endosomas tempranos pueden madurar a endosomas tardíos (también llamados cuerpos multivesiculares).Los NM que no lograron escapar de los endosomas se enfrentan a la degradación en el lisosoma.16–18Figura 1 Gráfico esquemático de las vías de endocitosis de los nanomedicamentos (NM).Los NM ingresan a las células a través de diferentes vías de endocitosis, que incluyen endocitosis mediada por clatrina (CME), endocitosis mediada por caveolas, endocitosis independiente de clatrina y caveolas (endocitosis dependiente de Arf6, flotillina, Cdc42 y RhoA), macropinocitosis y fagocitosis.En todas las vías, NMs siguiendo los pasos fundamentales.i) Unión y brotación.Los NM interactúan con la superficie celular a través de interacciones no específicas y, posteriormente, se sumergen en la membrana celular para formar invaginaciones;ii) Pellizcar.Las invaginaciones de la membrana se pellizcan para formar diferentes vesículas endocíticas (vesículas recubiertas de clatrina (CCV), caveosomas, compartimento endosómico temprano enriquecido con proteína anclada a GPI (GEEC), macropinosoma y fagosoma).iii) Clasificación y tráfico intracelular.Las vesículas endocíticas se infunden en los primeros endosomas, que actúan como una máquina clasificadora y pueden transportar las cargas a diferentes destinos, como lisosomas, endosomas de reciclaje y orgánulos subcelulares, como se ilustra en el gráfico.Figura 1 Gráfico esquemático de las vías de endocitosis de los nanomedicamentos (NM).Los NM ingresan a las células a través de diferentes vías de endocitosis, que incluyen endocitosis mediada por clatrina (CME), endocitosis mediada por caveolas, endocitosis independiente de clatrina y caveolas (endocitosis dependiente de Arf6, flotillina, Cdc42 y RhoA), macropinocitosis y fagocitosis.En todas las vías, NMs siguiendo los pasos fundamentales.i) Unión y brotación.Los NM interactúan con la superficie celular a través de interacciones no específicas y, posteriormente, se sumergen en la membrana celular para formar invaginaciones;ii) Pellizcar.Las invaginaciones de la membrana se pellizcan para formar diferentes vesículas endocíticas (vesículas recubiertas de clatrina (CCV), caveosomas, compartimento endosómico temprano enriquecido con proteína anclada a GPI (GEEC), macropinosoma y fagosoma).iii) Clasificación y tráfico intracelular.Las vesículas endocíticas se infunden en los primeros endosomas, que actúan como una máquina clasificadora y pueden transportar las cargas a diferentes destinos, como lisosomas, endosomas de reciclaje y orgánulos subcelulares, como se ilustra en el gráfico.De acuerdo con las proteínas involucradas, las vías de endocitosis generalmente se clasifican en fagocitosis y pinocitosis.19 La pinocitosis es ubicua en casi cualquier célula eucariota y es empleada por los NM cuando ingresan a la célula tumoral.La pinocitosis se puede subclasificar en endocitosis y macropinocitosis mediada por clatrina, mediada por caveolas, independiente de clatrina y caveolas.Sin embargo, la fagocitosis ocurre típicamente en los fagocitos.En esta parte, se discutirá la información más reciente sobre varias vías de pinocitosis, como se resume en la Tabla 1. Nos enfocamos en las moléculas críticas involucradas y sus cambios de expresión en la célula tumoral, para dilucidar las diferencias funcionales de las vías de endocitosis en un tumor.Aparte de eso, también nos concentramos en exhibir rutas de tráfico intracelular después de la entrada celular a través de diferentes vías de endocitosis.Además, también se resumirán ejemplos de NM sin ligando que se ha demostrado que emplean vías específicas.Lo que debe enfatizarse es que la vía de tráfico del mismo tipo de NM puede variar según múltiples factores, incluidas las características fisicoquímicas de las nanopartículas, las peculiaridades de la maquinaria endocítica en diferentes tipos de células, etc.Solo estamos tratando de encontrar algunas reglas generales aquí.Dado que los NM tienden a eliminarse cuando son engullidos por fagocitosis,20 lo que resulta en una pérdida de eficacia, por lo que, por último, se revisarán las estrategias para que los NM evadan la fagocitosis.Tabla 1 Vías de endocitosis para nanomedicinas en tumoresTabla 1 Vías de endocitosis para nanomedicinas en tumoresLa endocitosis mediada por clatrina (CME) es una ruta clásica en todas las células de mamíferos conocidas para la entrada celular de cargamentos que implican la absorción de nutrientes, el control de vías de señalización y el reciclaje de membranas, que está marcada por vesículas recubiertas de clatrina (CCV).El engullimiento celular de cargas a través de CME está mediado por sus receptores transmembrana específicos de la superficie celular en CCV.21,22 Receptor de transferrina (TfR),23 receptor de lipoproteína de baja densidad (LDLR)24 y receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR),22 responsable de la internalización celular de la transferrina (Tf), la lipoproteína de baja densidad (LDL) y el factor de crecimiento epidérmico, respectivamente, son receptores clásicos implicados en la CME y se ha informado que algunos de ellos se sobreexpresan en las células tumorales.Además, estos ligandos se pueden utilizar como marcadores de EMQ en los estudios endocíticos de NM, ya que su tráfico se basa principalmente en esta vía25.La formación de CCV comienza con el reclutamiento de proteínas recubiertas en el lado citosólico de la membrana plasmática, que involucra no solo a la clatrina, sino también a la proteína adaptadora 2 (AP2) y proteínas accesorias como AP180 y epsina.26 La clatrina, una proteína trimérica citosólica, es la unidad principal de CCV y la interacción entre las cadenas pesadas de clatrina construye la estructura reticular poligonal de CCV21 (Figura 2A27 y B 28).AP2 actúa como un centro de interacción que vincula los receptores transmembrana y sus cargas específicas y los une a la clatrina.Además, los adaptadores específicos de carga también están involucrados para reclutar receptores para AP2.DAB2 (Disabled homólogo 2) y Numb son dos ejemplos, que están a cargo de LDLR y Notch, respectivamente.Todas las proteínas recubiertas funcionan como un módulo endocítico, lo que lleva a la invaginación de la membrana celular y la formación de un hoyo recubierto de clatrina.La dinamina GTPasa se polimeriza en el cuello de la fosa cubierta e induce la escisión de la membrana y el pinzamiento de las vesículas.Mientras tanto, la polimerización de actina, por un lado, tiene lugar en el cuello de la fosa ayudando en la producción de vesículas,22 por otro lado ofrece fuerzas de tracción y define el movimiento de los CCV hacia el interior de las células.29 Las diferentes etapas de CME son exhibido en la Figura 2C.30 El tamaño de los CCV es de 120 nm en un diámetro promedio y el tiempo de vida total de un evento endocítico es de 60~120 s en células de mamífero.21Figura 2 Estructuras moleculares y procesos relacionados con la endocitosis mediada por clatrina.(A) Diagrama esquemático de la clatrina molecular (izquierda) y la red recubierta de clatrina (derecha).Reproducido de Smith CJ et al.Recubrimientos de clatrina con una resolución de 21 Å: un ensamblaje celular diseñado para reciclar múltiples receptores de membrana.EMBO J (1998) 17: 4943–495.Copyright 1998 John Wiley and Sons.27 (B) Red recubierta de clatrina capturada por microscopio electrónico (barra de escala = 100 nm).Modificado con permiso de Rockefeller University Press, de Heuser JE, Anderson RGW.Los medios hipertónicos inhiben la endocitosis mediada por receptores al bloquear la formación de fosas recubiertas de clatrina.Revista de Biología Celular, 1989;108(2): 389–400, Copyright 1989;permiso transmitido a través de Copyright Clearance Center Inc.28 (C) Gráfico de microscopio electrónico que muestra diferentes etapas de endocitosis mediada por clatrina de gránulos de oro coloidal modificados con transferrina.Modificado con permiso de Rockefeller University Press, de Harding C, Heuser J, Stahl P. Endocitosis mediada por receptor de transferrina y reciclaje del receptor de transferrina en reticulocitos de rata.Journal of Cell Biology, agosto de 1983;97(2): 329–339, Copyright 1983;permiso transmitido a través de Copyright Clearance Center Inc.30 (barra de escala = 100 nm).Figura 2 Estructuras moleculares y procesos relacionados con la endocitosis mediada por clatrina.(A) Diagrama esquemático de la clatrina molecular (izquierda) y la red recubierta de clatrina (derecha).Reproducido de Smith CJ et al.Recubrimientos de clatrina con una resolución de 21 Å: un ensamblaje celular diseñado para reciclar múltiples receptores de membrana.EMBO J (1998) 17: 4943–495.Copyright 1998 John Wiley and Sons.27 (B) Red recubierta de clatrina capturada por microscopio electrónico (barra de escala = 100 nm).Modificado con permiso de Rockefeller University Press, de Heuser JE, Anderson RGW.Los medios hipertónicos inhiben la endocitosis mediada por receptores al bloquear la formación de fosas recubiertas de clatrina.Revista de Biología Celular, 1989;108(2): 389–400, Copyright 1989;permiso transmitido a través de Copyright Clearance Center Inc.28 (C) Gráfico de microscopio electrónico que muestra diferentes etapas de endocitosis mediada por clatrina de gránulos de oro coloidal modificados con transferrina.Modificado con permiso de Rockefeller University Press, de Harding C, Heuser J, Stahl P. Endocitosis mediada por receptor de transferrina y reciclaje del receptor de transferrina en reticulocitos de rata.Journal of Cell Biology, agosto de 1983;97(2): 329–339, Copyright 1983;permiso transmitido a través de Copyright Clearance Center Inc.30 (barra de escala = 100 nm).Cuando los CCV son internalizados por CME, la capa de clatrina se desarma y se recicla de regreso al citoplasma para el siguiente ciclo de endocitosis. transportados de regreso a la membrana plasmática o a endosomas más maduros y luego a lisosomas o cuerpos multivesiculares, que finalmente conducen a una red trans-Golgi.31,32Se ha informado que las proteínas involucradas en CME están perturbadas en los cánceres, lo que puede resultar en una fluctuación de CME.Al igual que con los componentes centrales de CME (clatrina, AP2 y EPS15), pocos informes tratan sobre el cambio del nivel de expresión en el tumor.Sin embargo, se observan fusiones de genes que codifican para la cadena pesada de clatrina y EPS15 en cáncer de la sangre, como linfomas y leucemias.22 Mientras tanto, la mutación somática se encuentra en varios tumores sólidos, como cáncer de mama, renal y de pulmón.33 Esas mutaciones pueden conducir a alteración de proteínas y pérdida de sentido de los componentes centrales y, finalmente, defectos de CME, lo que genera efectos negativos en la entrada de NM a través de CME.Cambios en el nivel de expresión de algunos adaptadores específicos de carga en varios tumores sólidos.Por ejemplo, DAB1 y Numb están regulados a la baja en el cáncer de ovario, próstata, vejiga, mama, colorrectal y esofágico. esos receptores.Sin embargo, el reclutamiento de TfR y EGFR se basa directamente en AP2,21 libre de la influencia del cambio de expresión de los adaptadores específicos de la carga.La CME involucra la mayor parte de la captación celular de NM mediada por receptor,12,35 que se analizará en detalle más adelante en Dirigida activa de NM a células tumorales mediada por receptor.Además, los siguientes NM no ligandos también pueden emplear CME.Se informa que los NM con carga superficial positiva ingresan a las células con una eficiencia relativamente mayor debido a las cargas negativas en la superficie celular y prefieren CME para la absorción celular.31,36 Liposomas catiónicos basados ​​en 1,2-dioleoil-3-trimetilamonio-propano (DOTAP) para la entrega de genes,37 se muestra que los nanomateriales catiónicos a base de sílice (SNT),38 los NM de quitosano catiónico39 utilizan CME para la entrada celular.Además, se explora la modificación de superficies con polímeros catiónicos para diseñar NM cargados positivamente que emplean CME.La modificación de NM con polímero catiónico poli-L-lisina (PLL) es un ejemplo típico, que muestra mejoras significativas en la captación celular y se internaliza más rápidamente a través de CME.40 Peifeng Liu41 estudió el mecanismo de captación celular de poli-(lactida-co -ácido glicólido) (PLGA) basado en nanopartículas PEAL en tres células de hepatoma: HepG2, Huh7 y PLC.Los resultados indicaron que CME era la principal vía de captación de PEAL en células HepG2, Huh7 y PLC.Además, también se encontró macropinocitosis como una vía de captación de PEAL en células HepG2, pero no en Huh7 y PLC, mostrando una diferencia celular.Estos hechos indicaron que la modificación de la superficie de la nanomedicina y el tipo de célula podrían influir en las rutas de internalización celular.Aunque los NM cargados positivamente exhiben una mayor eficiencia de captación celular, también provocan efectos citotóxicos, que pueden atribuirse a la despolarización de la membrana plasmática causada por nanopartículas catiónicas. en última instancia, lo que lleva a la muerte celular.44 En consecuencia, la carga superficial debe considerarse cuidadosamente al diseñar NM para disminuir los efectos secundarios no deseados.La diolilfosfatidilcolina (DOPC) es una composición convencional de liposomas con una carga neutra, que se usa ampliamente en la administración de genes.37,45 También se informa que los NM compuestos por DOPC ingresan a las células tumorales a través de CME.Keita Un46 verificó que un liposoma basado en DOPC se sometía a CME para la entrada de células HeLa y HT-29 y podía transportarse al retículo endoplásmico (ER) y al aparato de Golgi (GA) después de escapar del endosoma/lisosoma.Se informaron resultados consistentes, en los que el liposoma basado en DOPC también navegó por CME cuando interactuó con células de cerebro bovino47 y células de hígado de rata.48 Los resultados anteriores indican una selectividad de las formulaciones que contienen DOPC hacia CME, lo que puede sugerir que en este caso particular, la composición juega un papel más importante en la elección de la vía de endocitosis que otros factores.Las caveolas pertenecen a balsas lipídicas no planas, un dominio funcional rico en colesterol de la membrana plasmática, y son responsables de la endocitosis, la señalización celular y la organización de la membrana.49,50 Estructuralmente, las caveolas son invaginaciones del plasma en forma de matraz de 60-80 nm. membrana que se puede identificar mediante microscopía electrónica,51 como se muestra en la Figura 3A-C.52,53 Además, las caveolas se distinguen de las CCV de las siguientes maneras.En primer lugar, las caveolas muestran una forma constante con una curvatura consistente que es relativamente estática en la superficie celular.Mientras que las vesículas recubiertas de clatrina son estructuras dinámicas con una rápida progresión desde una red de clatrina plana hasta una estructura cada vez más invaginada.54 En segundo lugar, la capa de caveolas es menos evidente.La microscopía electrónica de réplica de platino (PREM) muestra una estructura rayada de la capa caveolar en comparación con la red hexagonal de la capa de clatrina.55Figura 3 Diagrama esquemático e imágenes de caveolas.(A) Diagrama esquemático de las caveolas.(B) Imagen de microscopía electrónica de sección delgada de caveolas de fibroblastos.Reproducido de Rothberg KG, Heuser JE, Donzell WC, Ying YS, Glenney JR, Anderson RGW.Caveolina, un componente proteico de las membranas de las caveolas.Célula.1992;68(4): 673–682.Copyright 1992, con permiso de Elsevier.52 (barra de escala = 0,25 μm).(C) Imagen de congelación rápida y grabado profundo de caveolas de fibroblastos.Reproducido con permiso de Annual Reviews, Inc, de Anderson RG.El sistema de membranas de las caveolas.Annu Rev Biochem.1998;67: 199–225, Copyright 1998;permiso transmitido a través de Copyright Clearance Center Inc.53 (barra de escala = 0,1 μm).Figura 3 Diagrama esquemático e imágenes de caveolas.(A) Diagrama esquemático de las caveolas.(B) Imagen de microscopía electrónica de sección delgada de caveolas de fibroblastos.Reproducido de Rothberg KG, Heuser JE, Donzell WC, Ying YS, Glenney JR, Anderson RGW.Caveolina, un componente proteico de las membranas de las caveolas.Célula.1992;68(4): 673–682.Copyright 1992, con permiso de Elsevier.52 (barra de escala = 0,25 μm).(C) Imagen de congelación rápida y grabado profundo de caveolas de fibroblastos.Reproducido con permiso de Annual Reviews, Inc, de Anderson RG.El sistema de membranas de las caveolas.Annu Rev Biochem.1998;67: 199–225, Copyright 1998;permiso transmitido a través de Copyright Clearance Center Inc.53 (barra de escala = 0,1 μm).Las proteínas integrales de membrana denominadas caveolinas (particularmente caveolina-1 (Cav-1)) trabajan junto con las cavinas (particularmente cavin-1) para generar caveolas en las células tumorales.La ablación genética de Cav-1 suprime la formación de caveolas en las células tumorales.56 Cav-1, omnipresente en las células no musculares, es una proteína transmembrana similar a una horquilla (Figura 3A) con su amino- (N-) y carboxilo- (C- ) dominios terminales que miran hacia el citosol.54 El residuo de tirosina 14 (Y14) en el dominio N-terminal se fosforila de manera reversible para modular la internalización de caveolas y la supresión del crecimiento de células tumorales.57 Es importante destacar que Cav-1 se une directamente al colesterol, presumiblemente a través de un motivo específico dentro de su dominio de andamiaje de caveolina (CSD, residuos 82-101), que es fundamental para la estabilidad de las caveolas.54 Por lo tanto, los inhibidores que causan el agotamiento del colesterol, como la nistatina,58 la metil-beta-ciclodextrina (mβCD) y la filipina (que causan)31,59 pueden alterar estructuras caveolares y se utilizan como inhibidores específicos de la endocitosis mediada por caveolas para dilucidar la endocitosis de NM.En realidad, las caveolinas incluyen tres isoformas, además de Cav-1, Cav-2 se coexpresa con Cav-1, actuando como proteína de andamiaje dentro de las caveolas60, mientras que Cav-3 se expresa específicamente en las células musculares.En cuanto a cavin-1, puede inducir la curvatura de la membrana.En ausencia de cavin-1, Cav-1 puede formar dominios no caveolares funcionales.Además, la endocitosis mediada por caveolas depende de la dinamina, que es responsable de la escisión y la gemación de las vesículas.31 La gemación y la internalización de las caveolas pueden ser estimuladas por varios agentes.Como Cav-1 juega un papel dominante en la formación de caveolas en el tumor, la expresión de Cav-1 puede indicar la distribución de las caveolas en las células tumorales.Sin embargo, no existen reglas universales para el cambio en la expresión de Cav-1 entre las células cancerosas y sus contrapartes normales, y la expresión de Cav-1 depende del tipo de célula tumoral y el estadio de la enfermedad.Como se concluyó en revisiones relacionadas, Cav-1 está regulado a la baja en células de cáncer de mama, GC, cáncer hepático, carcinoma de colon y ovario;mientras que aumenta en cáncer de esófago, páncreas, renal, próstata y colorrectal.61,62 Además, la expresión de Cav-1 varía durante la progresión del carcinoma: baja en etapas tempranas, donde predomina su papel de frenar la proliferación, pero alta en etapas avanzadas, donde se correlaciona con los fenotipos invasivos y la resistencia terapéutica.57 Los NM que emplean endocitosis mediada por caveolas pueden lograr una acumulación tumoral mejorada en aquellos cánceres regulados positivamente por Cav-1 para obtener una mejor eficacia terapéutica.En comparación con el tejido tumoral, las caveolas son abundantes en las células diferenciadas terminalmente, como las células endoteliales.31,63,64 Curiosamente, casi el 90 % de todos los cánceres, incluidos los de mama, pulmón, próstata y colon, se originan a partir de células epiteliales normales.25 Diferente ubicación de las caveolas entre células epiteliales normales y cancerosas ha sido reportada.En las células endoteliales que forman una monocapa in situ, se encontró que una tira estrecha parajuntural de la membrana plasmática carecía de caveolas mediante estudios de fractura por congelación.65 Sorprendentemente, en otra investigación realizada por Gaurav Sahay,25 se observó una ausencia de ruta de endocitosis mediada por caveolas en el lado apical de las células epiteliales normales confluentes y, por lo tanto, una micela cargada de DOX secuestrada en las regiones de unión estrecha (TJ) de la membrana celular sin ingresar a las células normales.Estos hechos nos recuerdan que la ubicación diferencial de esta ruta de endocitosis entre células normales y cancerosas puede aprovecharse para una entrega eficiente de NM a las células cancerosas epiteliales.Los destinos intracelulares de las vesículas caveolares endocíticas varían en diferentes células.En las células endoteliales, las caveolas pueden realizar un transporte transendotelial, que puede utilizarse para el suministro transvascular de células endoteliales en tejidos tumorales.66,67 Mientras que en las células tumorales, las vesículas caveolares endocíticas se fusionan inicialmente con endosomas tempranos o caveosomas.El pH neutro de los caveosomas se puede considerar como un medio para evitar el entorno hidrolítico ácido de los lisosomas, que ha atraído una gran atención en el suministro celular de proteínas y ADN por parte de los NM.68,69 La clasificación de los caveosomas en el GA y el ER también puede ser explotado para la entrega dirigida de NM a estos compartimentos subcelulares.31Los NM unidos a albúmina pueden aprovechar la endocitosis mediada por caveolas.Pueden unirse al receptor de la glicoproteína 60 (gp60) localizado en las caveolas que facilita la transcitosis mediada por las caveolas endoteliales. absorción del portador en las células tumorales por endocitosis.71 Un ejemplo típico es el nab-paclitaxel, una forma de paclitaxel unida a albúmina aprobada por la FDA para el cáncer de mama metastásico o recidivante.72 La endocitosis de nab-paclitaxel mediada por caveolas se demostró en células de cáncer de por Moumita Chatterjee.56 El informe indicó que el nivel de expresión de Cav-1 fue diferente en diversas células de cáncer de páncreas y los niveles de expresión se correlacionaron positivamente con la sensibilidad y la resistencia celular al nab-paclitaxel.Estos hallazgos sugirieron que Cav-1 es un biomarcador predictivo para la respuesta al nanocomplejo de paclitaxel unido a albúmina y otros fármacos terapéuticos contra el cáncer basados ​​en albúmina.Los NM con carga negativa tienen más probabilidades de utilizar endocitosis mediada por caveolas.Un ejemplo típico es Doxil, la primera forma liposomal de DOX aprobada por la FDA con carga ligeramente negativa (−2,6 mV), que se usa para tratar pacientes con cáncer de ovario metastásico, cáncer de mama metastásico y mieloma múltiple.73 Gaurav Sahay25 verificó una caveola: vía mediada para entrar en la célula de cáncer epitelial MCF-7/ADR para este liposoma.En particular, se dirigió a los lisosomas, en lugar de pasar por alto el lisosoma, donde aparentemente se libera el fármaco.Además, los dendrímeros de poli(amidoamina) aniónica (PAMAM) que ingresan a las células epiteliales pulmonares A549,74 los NM de punto cuántico (QD) con carga negativa que ingresan a los queratinocitos epidérmicos humanos (HEK)75 también parecen ser principalmente a través de endocitosis mediada por caveolas.Aunque la membrana plasmática celular generalmente tiene carga negativa en general, los NM con cargas superficiales negativas también pueden superar de manera eficiente la membrana plasmática celular aniónica y acumularse dentro de las células.25,74,75 Esto sugiere que la interacción entre las nanopartículas y la superficie celular en la captación celular es más complicada. que la noción simplificada de interacciones electrostáticas, que puede estar relacionada con la formación de una corona de proteína sérica alrededor de la superficie de la nanopartícula y aún necesita más estudio.76,77La macropinocitosis es un tipo de endocitosis transitoria independiente de clatrina, caveola y dinamina, iniciada espontáneamente o en respuesta a la estimulación del receptor del factor de crecimiento78, que conduce al ensamblaje del citoesqueleto de actina y desencadena la extensión de los volantes de la membrana.Los volantes se curvan en “copas” abiertas similares a cráteres79 y se cierran en sus márgenes distales para engullir el líquido extracelular.En combinación con la fusión y fisión de la membrana, se forma una vacuola intracelular, que también se denomina macropinosoma con un diámetro de 0,5 a 10 µm,80 más grande que otras vesículas formadas durante la pinocitosis.La macropinocitosis es posible para casi cualquier célula y puede internalizar partículas grandes de tamaño submicrónico y micrométrico en las células.Por ejemplo.Los autores no reportan conflictos de intereses en este trabajo.Nanotecnología Nat.Nanomedicina del cáncer: avances, retos y oportunidades.Nat Rev Cáncer.2017;17(1):20–37.Nanotecnología Nat.Diversas aplicaciones de la nanomedicina.ACS Nano.2017;2.Cáncer Res.La entrada de nanopartículas en tumores sólidos.Int J Mol Sci.Cold Spring Harb Perspect Biol.Bioconjug Chem.ACS Nano.Front Cell Dev Biol.Farmacia.Nat Rev Mol Cell Biol.Nat Rev Mol Cell Biol.Ciencia celular J.J Cell Biol.Nat Rev Mol Cell Biol.Naturaleza.Naturaleza.ACS Nano.Nanotecnología.Int J Nanomedicina.ACS Nano.Nanoescala.Biochim Biophys Acta.Ciencias.Cold Spring Harb Perspect Biol.Annu Rev Cell Dev Biol.Célula.Annu Rev Biochem.Annu Rev Cell Dev Biol.Tráfico.Cáncer Res.Sangre.Biochim Biophys Acta.Nat Rev Cáncer.Oncol Lett.Nat Rev Mol Cell Biol.Annu Rev Pathol.Biochim Biophys Acta.La entrada de nanopartículas en tumores sólidos.teranóstica.J Liposoma Res.Nat Rev Mol Cell Biol.Medicamentos contra el cáncer.ACS Nano.Nanoescala.Nat Rev Mol Cell Biol.Tráfico.J Nanobiotecnología.Annu Rev Biochem.Tendencias Immunol.Fisiología.Opinión experta Entrega de medicamentos.Nat Rev Cáncer.Sci Technol Avanzado Mater.J Pharm Sci.Polímeros.FarmacéuticaACS Nano.FarmacéuticaInt J Pharm.Entrega de drogasFarmacéuticaInt J Pharm.Acta Biomater.Cáncer Res.Nanomedicina.Frente Farmacol.Entrega de drogasAdv Healthc Mater.Nanomedicina.Artif Cells Nanomed Biotechnol.Coloides Surf B Biointerfaces.J Gen Med.Naturaleza.Nat Rev. 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