Investigadores proponen la utilización de un nuevo tipo de nanopartículas magnéticas multinúcleo para tratar el cáncer

El camino hacia la cura de un cáncer no es único, ya que la enfermedad es una afección extremadamente compleja. En el proceso de eliminación eficaz de un tumor intervienen múltiples factores y por tanto, la posibilidad de disponer de distintas estrategias contra el cáncer es clave.

En un estudio reciente, un grupo de investigadores de IMDEA Nanociencia liderados por el Dr. Gorka Salas y el Dr. Álvaro Somoza proponen la utilización de un nuevo tipo de nanopartículas magnéticas multinúcleo. Esta novedosa estrategia utiliza nanopartículas para las cuales no se han realizado apenas estudios de su eficacia contra el cáncer en entornos fisiológicos. En concreto, en su estudio se analizan los efectos de las nanopartículas multinúcleo en diversas líneas de células de cáncer.

Las nanopartículas multinúcleo son agregados de nanopartículas más pequeñas. La selección de estas nanopartículas multinúcleo se ha hecho en base a que se encuentran entre las que más calientan en los procesos de hipertermia magnética. En un proceso de hipertermia magnética, el material magnético −en este caso las nanopartículas− se someten a un campo magnético alterno que hace ascender su temperatura de forma controlada. Si estas partículas se encontrasen hipotéticamente en el entorno de un tumor, calentarían las células de éste por encima de su temperatura crítica provocando la muerte de las células cancerosas y desactivando el tumor.

El tratamiento de hipertermia magnética es considerado por los expertos, en general, muy apropiado porque utiliza campo magnético, que tiene muy buena penetración en tejidos. Si se eleva la temperatura de las nanopartículas lo suficiente, se puede ayudar a que las células cancerosas mueran de forma controlada. En la actualidad, este tipo de tratamientos están en fase de ensayo clínico en unos pocos centros hospitalarios del mundo. Por ello, la investigación es clave para que tratamientos alternativos puedan llegar a los pacientes y emplearse en todo tipo de tumores.

Combinación de terapias

En su trabajo, los investigadores de los Grupos de Investigación `Nanopartículas magnéticas´ y `Ácidos nucleicos y nanopartículas en nanomedicina´ de IMDEA Nanociencia han estudiado la eficacia de dos morfologías distintas de nanopartículas en la reducción de la viabilidad de líneas celulares de cáncer . Los cultivos empleados han sido líneas celulares comerciales de diversos tipos de cáncer: páncreas, úvea, pulmón, colon y mama. La utilización de estas líneas celulares brinda la posibilidad a los científicos de cualquier parte del mundo de comparar los resultados de distintos experimentos sobre mismas células, en unas condiciones reproducibles.

Además, los investigadores han ido un paso más allá, añadiendo a la superficie de las nanopartículas dos tipos de moléculas anticancerígenas para potenciar el efecto. Se ha empleado, por un lado, un fármaco de quimioterapia y, por otro lado, microRNAs, que son pequeñas moléculas de ácido ribonucleico (RNA), que en este caso actúan como supresoras de tumores.

El estudio de la viabilidad de las células tumorales es muy exhaustivo y se han comparado todas las posibles combinaciones: nanopartículas sin modificar; modificadas añadiendo o bien un fármaco de quimioterapia, o bien añadiendo microRNAs; o con ambas modificaciones. Y todas las anteriores posibilidades se han estudiado bajo el efecto del calentamiento por hipertermia.

La unión de moléculas activas contra el cáncer a las nanopartículas magnéticas es muy pertinente. Principalmente, se refuerza la acción anticancerígena de las moléculas con el calentamiento por hipertermia magnética. Además, las nanopartículas sirven como vehículo para entregar los microRNAs donde conviene, ya que éstos no son solubles en agua y necesitan un medio de transporte hasta la célula. La liberación de fármacos que están ligados a nanopartículas es más lenta, porque su vida media es mayor, y por tanto se tiene mayor control sobre el proceso. También se reduciría la dosis administrada al paciente, logrando disminuir los efectos secundarios tras un tratamiento de quimioterapia.

Los resultados arrojaron que la combinación de las tres terapias, fármacos anticancerígenos, regulación génica mediante microRNAs e hipertermia magnética, daban los mejores resultados. La viabilidad celular se ve, en general, más comprometida cuando se suman los efectos de las tres terapias. El estudio, publicado recientemente en la revista Journal of Colloid and Interface Science , expone todos los detalles de este trabajo tan exhaustivo.

En una enfermedad tan compleja como es el cáncer, las soluciones son, por tanto, también complejas. No existe el tratamiento único para una cura completa, pero sí que existe la posibilidad de abordar desde distintos aspectos de la medicina personalizada y la nanomedicina, un tratamiento eficaz para cada tipo de tumor y persona. En la actualidad, la aplicación de nanopartículas contra el cáncer no está extendida en la práctica clínica por diversos motivos. Se necesita una administración intratumoral de las nanopartículas, que permanecerán en el cuerpo luego tras el tratamiento; y todavía no se poseen estudios de su comportamiento a largo plazo. Por el lado bueno, el tratamiento de hipertermia con nanopartículas es un método de "acción física", para el que es más difícil que se genere resistencia –como ocurre con algunos tratamientos de quimioterapia− y es además trasladable a otros tipos de tumores. Los tratamientos contra el cáncer basados en la nanomedicina personalizada haciendo uso de nanopartículas son muy prometedores, porque entregan los fármacos o el calor terapéutico directamente dentro de las células cancerosas, teniendo un efecto muy preciso.

El trabajo es una colaboración entre investigadores de IMDEA Nanociencia, de los grupos de investigación "Nanopartículas magnéticas" y "Ácidos nucleicos y nanopartículas en nanomedicina". El trabajo ha sido cofinanciado por el sello Excelencia Severo Ochoa, concedido a IMDEA Nanociencia en 2017 y renovado en 2021.

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