N.71 – Liberación de drogas en células tumorales

Una de las mayores prioridades en la medicina contemporánea es mejorar la precisión de los tratamientos, con el propósito de evitar efectos colaterales que provocan toxicidad para los pacientes y mayores costos de atención médica. Las terapias dirigidas tienen como objetivo reducir los daños asociados con los tratamientos tradicionales mientras se mantiene el control de la enfermedad. Se ha demostrado que las terapias con medicamentos dirigidos y ablación focal mejoran la relación riesgo/beneficio de las terapias contra el cáncer mediante la mitigación de efectos no deseados.

La presente reseña comprende dos artículos. El primero (1) trata sobre el tratamiento del cáncer cerebral mediante “semillas” magnéticas. El segundo (2) aborda la liberación de drogas en células tumorales mediante micropartículas orgánicas controladas por luz.

1.- Primer artículo: Tratamiento del cáncer cerebral mediante “semillas” magnéticas (1.1.) (1.2.) (1.3.)

En el estudio aquí reseñado investigadores del University College London (UCL), describen cómo utilizaron un escáner de resonancia magnética para guiar diminutas “semillas” magnéticas a través del cerebro para calentar y destruir células cancerosas. La novedosa terapia, que fue probada en ratones, se denomina “Ablación mínimamente invasiva guiada por imágenes (Minimally INvasive IMage-guided Ablation (MINIMA)”, la cual consiste en termosemillas ferromagnéticas (esferas metálicas de 2 mm) que son dirigidas hacia tumores mediante propulsión magnética generada por un escáner de resonancia magnética (magnetic resonance navigation MRN) y luego se calientan de forma remota para matar -por termoablación- a las células cancerosas cercanas.

La MRN es particularmente atractiva porque permite un control espacial y temporal preciso sobre los gradientes del campo magnético y tiene la capacidad inherente de generar imágenes para contribuir a un tratamiento preciso. Los estudios preclínicos in vivo mostraron ya la eficacia de la MRN para dirigirse a células marcadas magnéticamente, lo que resultó en una mayor infiltración de macrófagos en el tumor y una reducción de la carga tumoral.

MINIMA es una plataforma teranóstica (terapéutica y diagnóstica) que combina imágenes, navegación y calefacción para proporcionar diagnóstico y terapia en un único dispositivo. Los investigadores de UCL demostraron los tres componentes principales de MINIMA con un alto nivel de precisión con termosemillas impulsadas por resonancia magnética personalizada: (a) la navegación precisa a través del tejido cerebral, (b) la obtención de imágenes a través del tejido cerebral durante todo el procedimiento, lo que permite que el tratamiento se administre con precisión, y (c) termoablación in vitro e in vivo de tumores subcutáneos, con el volumen de ablación focal finamente controlado por la duración del calentamiento. Si esta técnica se trasladara a humanos, podría ayudar a combatir los tumores cerebrales de difícil acceso al establecer una “prueba de concepto” para el tratamiento preciso de cánceres como el glioblastoma, la forma más común de cáncer cerebral.

2.- Segundo artículo: Liberación de drogas en células tumorales mediante micropartículas orgánicas propulsadas y controladas por luz (2.1.) (2.2.)

Investigadores del Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes (MPI-IS) y del Instituto Max Planck para la Investigación del Estado Sólido (MPI-FKF) desarrollan micropartículas orgánicas de nitruro de carbono que pueden navegar -en formas sin precedentes- a través de fluidos biológicos. Estos “micronadadores” son impulsados a gran velocidad -ya sea individualmente o como cardumen- por medio de la luz, son parcialmente biocompatibles y pueden tomar y liberar carga a requerimiento. Tales propiedades podrían allanar el camino hacia el diseño de microrrobots semiautónomos aplicables en biomedicina.

En el artículo aquí reseñado se describe el uso de micropartículas bidimensionales de nitruro de carbono poroso (CNx) como “micronadadores” de alta velocidad. En los nanoporos de estos “micronadadores” se introdujo Doxorrubicina (DOX) como fármaco modelo contra el cáncer. Las partículas absorbieron el fármaco con una alta eficiencia de carga (185% de la masa portadora sin liberación pasiva). La liberación controlada del fármaco se informa en diferentes condiciones de pH y puede activarse a requerimiento mediante iluminación. Estos micronadadores orgánicos abordan simultáneamente varios desafíos actuales como: (a) propulsión de alta velocidad sin combustible en medios biológicos, (b) biocompatibilidad y liberación controlada de carga para aplicaciones biomédicas, ambientales y otras potenciales, y (c) capacidad de liberar la carga de droga de manera controlada y eficiente en el destino deseado.

El equipo de investigación muestra –en un experimento con células tumorales reales- cómo iluminaron las partículas de nitruro de carbono cargadas con doxorrubicina en las proximidades de las células cancerosas, cómo el fármaco es liberado y absorbido por las células, lo que conduce a su descomposición. Si bien la idea de los “micronadadores” sólo fue probada en condiciones óptimas, la investigación básica presentada en el estudio puede allanar el camino hacia materiales biocompatibles controlados por luz, así como a sistemas semiautónomos “inteligentes”.