CeNPs4HCC

Hepatocellular carcinoma (HCC) is the most common type of liver cancer and the fifth worldwide. The appearance of cirrhosis greatly favors the onset of HCC through mechanisms not well known that have begun elucidated in recent years. In the last decade they have been characterized complex genètic alterations, epigenetic chromosomal aberrations and cellular signaling pathways that trigger tumor development (10-20 years), its progression and metastasis. Of particular importance is the role of ROS in the onset and progression of HCC. Mechanistic studies show that ROS induce alterations in DNA and modify key cellular processes such as cell proliferation and apoptosis. The coexistence of cirrhosis and HCC in the same patient complicates possible therapeutic strategies. Recommended treatments relate to surgical resection, liver transplantation and local ablation. In addition, Sorafenib, is a receptor tyrosine kinase inhibitor that inhibits tumor-cell proliferation and tumor angiogenesis although the increase of survival in patients with advanced HCC does not exceed three months on average, and which also appear resistance episodes. Therefore, the lack of effective treatments as well as the danger of exacerbated toxicity and the emergence of resistance reveal the need to develop new effective therapies for HCC.

We propose using our cerium oxide 5 nm single crystal nanoparticles (CeO2NPs) in the treatment of HCC. These nanoparticles, surprisingly, when were administered to rats with induced HCC, allowed both the increase of overall survival of treated rats in a remarkably way, together with a strong reduction of the proliferation of the cancer cells. These findings demonstrate that CeO2NPs have antitumor activity and improve survival in HCC rats and suggest that CeO2NPs may be useful in patients with HCC. Previous studies have shown that CeO2NPs may be cytotoxic to cancer cells, inducing oxidative stress and causing lipid peroxidation and cell membrane leakage. It is also reported to protect normal cells but not cancer cells from ROS damage. In acidic conditions, the antioxidant ability of CeO2NPs can be lost and it behaves as a strong oxidant, which may facilitate the oxidation of intracellular and extracellular components to induce tumoral cell apoptosis. CeO2NPs were also reported to manipulate tumor-stromal interactions to detract tumor progression and invasion while benefiting stromal cells.

Liver cancer is a major health problem, not only as a primary tumor but as the deadly metàstasis target of colon cancer. Additionally, the peak incidence of HCC associated with hepatitis C virus infection has not yet occurred. There is also a growing problem with cirrhosis, which develops in the setting of nonalcoholic fatty liver disease, or nonalcoholic steatohepatitis (NASH).

El carcinoma hepatocel·lular (CHC) és el tipus més comú de càncer de fetge i el cinquè a nivell mundial. La aparició de cirrosi afavoreix en gran mesura l’aparició de CHC per mitjà de mecanismes no ben coneguts que s’han començat a dilucidar en els últims anys. En l’última dècada s’han caracteritzat alteracions genètiques complexes, aberracions cromosòmiques epigenètiques i vies de senyalització cel·lular que provoquen el desenvolupament de tumors (10-20 anys), la seva progressió i metàstasi. De particular importància és el paper de ROS en l’inici i la progressió de CHC. Estudis mecanístics mostren que les ROS indueixen alteracions en l’ADN i modifiquen processos cel·lulars clau com ara la proliferació cel·lular i l’apoptosi. La coexistència de la cirrosi i CHC en el mateix pacient complica les possibles estratègies terapèutiques. Els tractaments recomanats es refereixen a la resecció quirúrgica, el trasplantament de fetge i l’ablació local. A més, Sorafenib, un inhibidor de receptors tirosina quinasa que inhibeix la proliferació de cèl·lules del tumor i l’angiogènesi del tumor, encara que augmenta la supervivència en pacients amb CHC avançat no excedeix de tres mesos de mitjana, i també apareixen episodis de resistència. Per tant, la manca de tractaments efectius, així com el perill de toxicitat exacerbada i l’aparició de resistència revelen la necessitat de desenvolupar noves teràpies eficaces per al CHC.

Proposem l’ús de les nostres nanopartícules monocristal·lines d’òxid de ceri de 5 nm (CeO2NPs) en el tractament de CHC. Aquestes nanopartícules, sorprenentment, quan es van administrar a rates amb CHC induït, varen permetre l’augment de la supervivència global de les rates tractades d’una manera notable, juntament amb una forta reducció de la proliferació de les cèl·lules canceroses. Aquestes troballes demostren que les CeO2NPs tenen activitat antitumoral i milloren la supervivència en rates amb CHC i suggereixen que CeO2NPs poden ser útils en pacients amb CHC. Estudis anteriors han demostrat que les CeO2NPs poden ser citotòxiques per a les cèl·lules canceroses, induint estrès oxidatiu i causant la peroxidació de lípids i fuites a la membrana cel·lular. També s’ha reportat que protegeixen les cèl·lules normals però no les cèl·lules canceroses del dany provocat per ROS. En condicions àcides, la capacitat antioxidant de les CeO2NPs es pot perdre i comportar-se com un oxidant fort, el qual pot facilitar l’oxidació de components intracel·lulars i extracel·lulars per induir l’apoptosi de les cèl·lules tumorals. També s’ha reportat que les CeO2NPs manipulaven les interaccions tumor-estroma per disminuir la progressió tumoral i la invasió mentre es beneficien les cèl·lules de l’estroma.

El càncer de fetge és un important problema de salut, no només com un tumor primari, sinó com l’objectiu de metàstasi mortal del càncer de còlon. A més, el pic d’incidència de carcinoma hepatocel·lular associat amb la infecció del virus de l’hepatitis C encara no s’ha produït. També hi ha un problema cada vegada més gran amb la cirrosi, que es desenvolupa en el context d’una hepatopatia grassa no alcohòlica o esteatohepatitis no alcohòlica (EHNA).