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Carcinoma de células escamosas, un tipo muy común de cáncer de piel. / Markus Schober and Elaine Fuchs, The Rockefeller University |
Además de crecer muy rápido y fuera de control, las células tumorales
registran otro comportamiento característico: desarrollan nuevos vasos
sanguíneos irregulares, con ‘huecos’ en su superficie que pueden medir
entre 200 y 2.000 nanómetros. Estos espacios diminutos son los que
aprovechan las nanopartículas (que son aún más pequeñas) para atacar al
tumor desde el torrente sanguíneo.
Así, investigadores de la
Universidad Complutense de Madrid –en colaboración con el Centro de
Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y
Nanomedicina, el Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de
Octubre y el Instituto de Salud Carlos III– han diseñado unas
nanopartículas mesoporosas de silicio, biocompatibles con el organismo,
cuya carga tóxica solo se desprende cuando se activa con luz
ultravioleta.
“Las células tumorales presentan una mayor demanda
de nutrientes debido a su rápido crecimiento, lo que provoca la
sobreexpresión de algunos receptores de su superficie”, explica María
Vallet-Regí, investigadora del departamento de Química Inorgánica y Bioinorgánica de la UCM y autora principal del estudio, publicado en Journal of Materials Chemistry B.
Las
nanopartículas se dirigen a los receptores de transferrina –proteína
encargada de transportar hierro–, cuya sobreexpresión es 100 veces más
alta en las células tumorales que en las sanas. Así consiguen capturar
más hierro y sostener la alta velocidad de proliferación de los tumores
sólidos.
Para ‘engañar’ a las células malignas, las nanopartículas están
cubiertas de transferrina. Una vez que consiguen llegar al interior de
los vasos sanguíneos, si se estimulan con una luz ultravioleta, liberan
el contenido tóxico y provocan una muerte celular en cascada.
“Hemos
diseñado un dispositivo ‘inteligente’ que responde a la aplicación de
un estímulo, la luz, liberando solo el fármaco si se expone a ella”,
detalla Vallet-Regí. La ventaja de la luz es que se puede controlar
espacial y temporalmente, seleccionando la zona y el tiempo de
exposición. Además, también se puede aplicar a zonas tumorales internas
usando sondas ópticas.
La investigadora recuerda que, aunque la
luz ultravioleta por sí misma sea dañina para cualquier tipo de célula,
el dispositivo permite delimitar muy específicamente la superficie y el
tiempo, aplicando el fármaco en una zona concreta sin dañar los tejidos
adyacentes.
El siguiente paso, en roedores
Entre las ventajas de este sistema, los autores destacan su eficacia.
“Con dosis muy pequeñas se logra una gran muerte tumoral”, asegura la
científica de la UCM. Por su parte, la cubierta de las nanopartículas
realiza una doble función: como agente director para acceder a los vasos
sanguíneos y como ‘tapa’ de los poros, para evitar la salida prematura
del fármaco.
La herramienta se ha probado in vitro, en
líneas celulares con neuroblastoma, fibrosarcoma, osteosarcoma y sarcoma
de Ewing. Según los investigadores, podría aplicarse para tratar
tumores que afecten a la piel, al esófago y al estómago, tejidos que se
puedan radiar fácilmente con este tipo de luz o, en el caso de tumores
más internos, con sondas ópticas. Antes de llegar a la parte clínica, el
siguiente paso será probar la herramienta en roedores.
Referencia:
Marina Martínez-Carmona, Alejandro Baeza, Miguel A. Rodríguez-Milla, Javier García-Castro y María Vallet-Regí. “Mesoporous silica nanoparticles grafted with lightresponsive protein shell for highly cytotoxic antitumoral therapy”. Journal of Materials Chemistry B, 2015, 3, 5746-5752. DOI: 10.1039/C5TB00304K.
Marina Martínez-Carmona, Alejandro Baeza, Miguel A. Rodríguez-Milla, Javier García-Castro y María Vallet-Regí. “Mesoporous silica nanoparticles grafted with lightresponsive protein shell for highly cytotoxic antitumoral therapy”. Journal of Materials Chemistry B, 2015, 3, 5746-5752. DOI: 10.1039/C5TB00304K.
Fuente: SINC
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