domingo, 13 de octubre de 2019

Biomimetics and its relationship with lung cancer


Biomimetics and its relationship with lung cancer



Bioinspiration is the creative approach that studies nature through the observation of biological systems and leads to the development of innovative technologies. Biomimetics is a branch of bioinspiration. This branch is aimed at solving problems through the analysis of biological networks, whereby models are used and put into practice to achieve a solution (Fayemi et al. 2017).
Biomimetics is classified by two terms, solution-based or problem-based processes. Both with different starting points and characteristics. In the article below, the biomimetic development process is based on the problem, which is in fact, lung cancer (Fayemi et al. 2017).
Cancer, in general, has endured as a global threat over the years, being the second most common cause of death (Li et al. 2018). Currently, many methods are used to deal with cancer, such as chemotherapy, radiotherapy and surgical intervention. However, these treatments continue to fail to some extent, due to the side effects they present. The damage to healthy tissue, as well as the inefficiency of dealing with the disease, give rise to poor therapeutic results (Vijayan, Uthaman, Park, 2018).
How can a product be modeled, based on the principles of the biomimetic strategy, that can fight the body's tumor cells, as well as giving signs of cancer cell formation at early stages?
In recent decades, scientists have studied and developed a system of nanoparticles dedicated to delivering medicine to a certain region of the body. Said nanoparticles have the advantages of being able to be flexibly modified, loaded with a considerable amount of anti-cancer drugs and have adjustable physicochemical properties; that contribute to destabilize and finally eradicate the pathogen. However, the inconveniences were not long in coming. The main setback that limited these nanoparticles to match clinical requirements was the rejection of the substance by the body's own immune system. The cancer cells remained unaffected since the drug that was administered to combat it, was phagocytized by the immune cells since the system did not recognize the substance. (Li et al. 2018)
Consequently, the implementation of biomimetics in such research arose. A new prototype of nanoparticles is designed that have cell membranes responsible for concealing the entry of the nanoparticle into the body, and in this way can attack the tumor cell without the immune system consuming it (Li et al. 2018).
CMNPs (cell membrane nanoparticles) may be composed of different materials that vary depending on the type of substance they will carry along the bloodstream. The nuclei are made up of organic materials (based on polymers, gelatin, liposomes) or inorganic materials (silica gel and even magnetic). The nuclei are encapsulated with infrared dye (fluorescent proteins, organic dyes, semiconductor nanocrystals) to indicate the presence of cancer cells or with a drug that will fight the tumor already established (doxorubicin) (Rao et al. 2016). Also, the nanoparticle is covered by blood and immune cell membranes such as erythrocytes (most common), leukocytes, macrophages, platelets, among others. There are cases where, ironically, cancer cell membranes are used to carry out the process. The type of cell utilized will depend on the indicated use of the nanoparticle, as will the nucleus. (Vijayan, Uthaman, Park, 2018).
CMNPs have demonstrated the potential to significantly improve cancer therapy. These enjoy unique functions provided by the varied materials that make up the core and the membrane. The nanoparticles are not limited only to the previously mentioned membrane types; Stem cells, bacterial cells and other biological compounds are in development to provide a wider margin to fight cancer (Li et al. 2018)
The CMNP is capable of having the characteristics of an autogenous cell, preventing its elimination by the immune system and prolonging its circulation time in the bloodstream; fundamental factors when dealing with a tumor.
With this new technology, timely detection of an incidence of lung cancer will be more common. Likewise, with the CMNPs, the approach to eradicating tumor cells will be more precise and effective compared to traditional methods. The emergence of biomimetic designs and nanomedicine have changed the paradigm with which cancer will be treated.

Bibliography:
• Li, R., He, Y., Zhang, S., Qin, J., & Wang, J. (2018). Cell membrane-based nanoparticles: a new biomimetic platform for tumor diagnosis and treatment. Acta Pharmaceutica Sinica B, 8 (1), 14-22.
• Vijayan, V., Uthaman, S., & Park, I. K. (2018). Cell Membrane-Camouflaged Nanoparticles: A Promising Biomimetic Strategy for Cancer Theragnostics. Polymers, 10 (9), 983.
• Rao, L., He, Z., Meng, Q.-F., Zhou, Z., Bu, L.-L., Guo, S.-S.,… Zhao, X.-Z. (2016). Effective cancer targeting and imaging using macrophage membrane-camouflaged upconversion nanoparticles. Journal of Biomedical Materials Research Part A, 105 (2), 521-530. doi: 10.1002 / jbm.a.35927

Preventive measures against lung cancer


Preventive measures against lung cancer


Lung cancer is the leading cause of death in industrialized societies. Likewise, the mortality ranking of this type of cancer is increasing at unrestrained scales throughout the rest of the world (Goodman, 2000). What actions should government leaders take to prevent their population from suffering from lung cancer?
According to the WHO (World Health Organization), at least one third of all cancer cases may be preventable. In the article below, preventive measures will be demonstrated, which in theory will contribute to a decrease in the lung cancer death rate.
Pulmonary carcinogenesis is the result of a chronic process where multiple genetic and cellular alterations occur within the body. The transformation of normal cells to preneoplastic cells involves a series of damage to the genetic material, as well as epigenetic factors. Overwhelmingly, smoking is attributed to about 85% as the leading cause of lung cancer. The rest of the cases are related to environmental smoke, exposure to other carcinogens (radon, asbestos), inconsistency in the diet, among others (De la Cruz, Charles, et al. 2011).
Therefore, the approach to combating this disease should be directed, for the most part, to the primary cause of lung cancer, tobacco abuse (Goodman, 2000).
The FCTC (Framework Convention for Tobacco Control) is a treaty carried out by WHO, which establishes a preventive protocol against tobacco abuse. Countries can rely on such treaty to execute and manage tobacco control interventions within their boundaries. Likewise, an action plan underlying the FCTC known as MPOWER, offers support to facilitate the process of reducing the demand for tobacco in the population. MPOWER has several informative schemes such as:
• Monitor tobacco consumption and prevention policies
• Protect the population from tobacco smoke
• Offer help to quit tobacco
• Warn about the dangers of tobacco
• Enforce bans on tobacco advertising, promotion and sponsorship
• Increase taxes on tobacco
As far as the political sphere is concerned, it is up to the government to follow the plan developed by the FCTC, as well as to encourage the creation of anti-smoking campaigns and charge tariffs to companies that produce cigarettes. Although the cigarette ban would impact the country's economy at exponential levels, by applying the necessary tax reforms, the income generated by this product will not be affected in the long term.
Likewise, the availability of support services and the development of advertising anti-tobacco campaigns, in addition to the high prices of cigarette packages, will discourage the individual from consuming them regularly. All with the objective of reducing the risk of lung cancer.


References:
• Goodman, G. E. (2000). Prevention of lung cancer. Critical Reviews in Oncology / Hematology, 33 (3), 187-197. doi: 10.1016 / s1040-8428 (99) 00074-8
• WHO | MPOWER brochures and other resources. (2014, November 12). Retrieved from https://www.who.int/tobacco/mpower/publications/es/.
• WHO | Cancer prevention. (2017, August 9). Retrieved from https://www.who.int/cancer/prevention/es/.
• De la Cruz, C. S., Tanoue, L. T., & Matthay, R. A. (2011). Lung Cancer: Epidemiology, Etiology, and Prevention. Clinics in Chest Medicine, 32 (4), 605–644. doi: 10.1016 / j.ccm. 2011.09.001

jueves, 10 de octubre de 2019

Medidas de prevención en contra del cáncer de pulmón


Medidas de prevención en contra del cáncer de pulmón


El cáncer de pulmón es la principal causa de muerte en las sociedades industrializadas. Asimismo, el ranking de mortalidad de este tipo de cáncer va incrementando a escalas desenfrenadas a través del resto del mundo (Goodman, 2000). ¿Qué acciones deben tomar los mandatarios de cada país para prevenir que su población sufra de cáncer de pulmón?
De acuerdo con la OMS (Organización Mundial de la Salud), al menos un tercio de todos los casos de cáncer pueden ser prevenibles. En el artículo a continuación, se demostrarán medidas preventivas, qué en teoría, contribuirán a un decrecimiento del índice de mortalidad del cáncer de pulmón.
La carcinogénesis pulmonar es el resultado de un proceso crónico en donde múltiples alteraciones genéticas y celulares se dan lugar dentro del organismo. La transformación de células normales a células preneoplásicas involucra una serie de daños al material genético, al igual que factores epigenéticos. Abrumadoramente, al tabaquismo se le atribuye alrededor de un 85% como una de las causantes del cáncer pulmonar. El resto de los casos son relacionados con el humo del cigarro ajeno, la exposición a otros carcinógenos (radón, asbestos), inconsistencia en la dieta alimentaria, entre otros (De la Cruz, Charles, et al. 2011).
 Por lo tanto, el enfoque a combatir esta enfermedad debe estar dirigida, en su mayoría, a la causa primordial del cáncer de pulmón, el abuso del tabaco (Goodman,2000).
El CMCT (Convenio Marco para el Control del Tabaco) es un tratado llevado a cabo por la OMS, que establece un protocolo preventivo contra el abuso del tabaco. Los países pueden basarse en dicho tratado para ejecutar y gestionar las intervenciones de control del tabaco. Asimismo, un plan de medidas subyacente al CMCT conocido como MPOWER, ofrece una vía de apoyo a nivel gubernamental para facilitar el proceso de reducir la demanda del tabaco en la población. MPOWER dispone de diversos esquemas informativos tales como:
·         Vigilar el consumo de tabaco y las políticas de prevención
·         Proteger a la población del humo de tabaco
·         Ofrecer ayuda para dejar el tabaco
·         Advertir sobre los peligros del tabaco
·         Hacer cumplir las prohibiciones sobre publicidad, promoción y patrocinio del tabaco
·         Aumentar los impuestos sobre el tabaco
En cuanto al ámbito político se refiere, queda a la disposición del gobierno seguir el plan desarrollado por el CMCT, al igual que incentivar la creación de campañas antitabaco y cobrar aranceles a compañías productoras de cigarros. Si bien la prohibición del cigarro impactaría de manera exponencial la economía del país, al aplicar los requerimientos fiscales necesarios, el ingreso generado por este producto no se verá mermado a largo plazo.
Asimismo, la disponibilidad de servicios de apoyo y desarrollo de campañas publicitarias, además de los altos precios de los paquetes de cigarrillos, desalentarán al individuo de consumirlos regularmente. Todo con el objetivo de reducir el riesgo de contraer cáncer de pulmón.

Referencias:
Goodman, G. E. (2000). Prevention of lung cancer. Critical Reviews in Oncology/Hematology, 33(3), 187–197. doi:10.1016/s1040-8428(99)00074-8
 OMS | Folletos MPOWER y otros recursos. (2014, November 12). Retrieved from https://www.who.int/tobacco/mpower/publications/es/.
OMS | Prevención del cáncer. (2017, August 9). Retrieved from https://www.who.int/cancer/prevention/es/.
De la Cruz, C. S., Tanoue, L. T., & Matthay, R. A. (2011). Lung Cancer: Epidemiology, Etiology, and Prevention. Clinics in Chest Medicine, 32(4), 605–644. doi:10.1016/j.ccm.2011.09.001 

Biomimética y su relación con el cáncer de pulmón


Biomimética y su relación con el cáncer de pulmón

La bioinspiración es el enfoque creativo que estudia a la naturaleza mediante la observación de sistemas biológicos y da lugar al desarrollo de tecnologías innovadoras. La biomimética es un subgénero de la bioinspiración. Esta rama está dirigida a resolver problemas por medio del análisis de redes biológicas, por el cual se emplean modelos y son puestos en práctica para lograr una solución (Fayemi et al. 2017).
La biomimética es clasificada mediante dos términos, procesos basados en soluciones o inspirado por problemas. Ambos con distintos puntos de inicio y características. En el artículo a continuación, el proceso de desarrollo biomimético es fundamentado por el problema, el cáncer de pulmón (Fayemi et al. 2017).

El cáncer, en general, ha perdurado como una amenaza mundial al pasar de los años, siendo la segunda causa de muerte más común (Li et al. 2018). Actualmente, una amplia cantidad de métodos son utilizados para lidiar con el cáncer, tales como la quimioterapia, radioterapia e intervención quirúrgica. No obstante, los tratamientos siguen fracasando a cierta medida, debido a los efectos secundarios que éstos presentan. El daño al tejido sano, tanto como la ineficacia de tratar con la enfermedad, dan lugar a pobres resultados terapéuticos (Vijayan, Uthaman, Park, 2018).
¿De qué manera se podrá modelar un producto, en base a los principios de la estrategia biomimética, que sea capaz de combatir las células tumorales del organismo, al igual que dar indicios de formación de células cancerosas a etapas tempranas?
En las últimas décadas, los científicos han estudiado y desarrollado un sistema de nanopartículas dedicadas a suministrar medicamento a una cierta región del cuerpo. Dichas nanopartículas gozan de las ventajas de poder ser modificadas con flexibilidad, cargar con una considerable cantidad de fármacos anti-cáncer y tener propiedades fisicoquímicas ajustables; que contribuyen a inestabilizar y finalmente erradicar el patógeno. Sin embargo, los inconvenientes no tardaron en llegar. El percance principal que limitaba estas nanopartículas a congeniar con requerimientos clínicos era el rechazo de la substancia por parte del mismo sistema inmunitario del organismo. Las células cancerosas permanecían inafectadas ya que la droga administraba para combatirla, era fagocitada por parte de las células inmunitarias ya que el sistema no reconocía la substancia. (Li et al. 2018)
En consecuencia, surge la implementación de la biomimética en dicha investigación. Se diseña un nuevo prototipo de nanopartículas que poseen de membranas celulares encargadas de disimular la entrada de la nanopartícula al organismo, y que de esta manera pueda atacar a la célula tumoral sin que el sistema inmunitario la consuma (Li et al. 2018).
Las NPMCs (nanopartículas de membrana celular) pueden estar compuestas de diferentes materiales que varían dependiendo del tipo de sustancia que éstas transportarán a lo largo del torrente sanguíneo. Los núcleos llegan a ser de materiales orgánicos (a base de polímeros, gelatina, liposomas) o inorgánicos (gel de sílice y hasta magnéticos). Los núcleos son encapsulados con tinte infrarrojo (proteínas fluorescentes, tintes orgánicos, nanocristales semiconductores) para indicar presencia de células cancerosas o con un fármaco que combatirá el cáncer ya establecido (doxorrubicina) (Rao et al. 2016). Asimismo, la nanopartícula es cubierta por membranas de células sanguíneas e inmunitarias tales como los eritrocitos (más comunes), leucocitos, macrófagos, plaquetas, entre otros. Existen casos en donde, irónicamente, se emplea el uso de las membranas de células cancerosas para llevar a cabo el proceso. El tipo de célula empleada dependerá del uso indicado de la nanopartícula, al igual que el núcleo. (Vijayan, Uthaman, Park, 2018).
Las NPMCs han demostrado el potencial para mejorar significativamente la terapia contra el cáncer. Éstas gozan de funciones únicas proporcionadas por los materiales variados que conforman el núcleo y la membrana. Las nanopartículas no están limitadas solamente a los tipos membranosos mencionados previamente; membranas de células madre, bacterianas y de otros compuestos biológicos están en desarrollo para brindar un margen más amplio para combatir el cáncer (Li et al. 2018)
La NPMC es capaz de tener las características de una célula autógena, evitando su eliminación por parte del sistema inmunitario y prolongando su tiempo de circulación en el torrente sanguíneo; factores fundamentales al momento de lidiar con un tumor.
Con esta nueva tecnología, la detección oportuna de una incidencia de cáncer pulmonar será más común. Igualmente, con las NPMCs, el enfoque a erradicar células tumorales será más preciso y eficaz en comparación a los métodos tradicionales. El surgimiento de diseños biomiméticos y de la nanomedicina han cambiado el paradigma con el que se tratará el cáncer.

Bibliografía:

 -  Li, R., He, Y., Zhang, S., Qin, J., & Wang, J. (2018). Cell membrane-based nanoparticles: a new biomimetic platform for tumor diagnosis and treatment. Acta Pharmaceutica Sinica B, 8(1), 14-22.
·        -  Vijayan, V., Uthaman, S., & Park, I. K. (2018). Cell Membrane-Camouflaged Nanoparticles: A Promising Biomimetic Strategy for Cancer Theragnostics. Polymers, 10(9), 983.
·        -  Rao, L., He, Z., Meng, Q.-F., Zhou, Z., Bu, L.-L., Guo, S.-S., … Zhao, X.-Z. (2016). Effective cancer targeting and imaging using macrophage membrane-camouflaged upconversion nanoparticles. Journal of Biomedical Materials Research Part A, 105(2), 521–530. doi:10.1002/jbm.a.35927