Lograr mayor muerte celular con menos quimioterapia

Una nueva estrategia contra el cáncer consigue in vitro una mayor muerte celular y con menos quimioterapia, en comparación con los tratamientos convencionales. La estrategia se basa en aplicar radiación de la banda del infrarrojo cercano así como un campo magnético para calentar las nanopartículas que liberan el fármaco dentro de las células.

En un estudio liderado por el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España, se ha probado en células el nuevo sistema de nanopartículas que combina, por primera vez, un fármaco habitual en quimioterapia (doxorrubicina) con la aplicación de dos formas distintas de calor local (mediante radiación en el infrarrojo cercano y mediante un campo magnético) para potenciar su acción. In vitro, el método permite una liberación controlada del medicamento y la reducción de la toxicidad asociada a la quimioterapia con doxorrubicina. Este nuevo enfoque abre una vía terapéutica aún en fase inicial pero prometedora.

El estudio, cuya primera firmante es Rosalía López Méndez de IMDEA Nanociencia en Madrid, España, demuestra que el uso de terapias contra el cáncer que combinan dos tipos de hipertermia (tratamientos basados en calor) con quimioterapia administrada in situ, permiten disminuir las dosis del fármaco. El trabajo se ha llevado a cabo en modelos in vitro de células tumorales de cáncer de mama, aunque los resultados podrían extenderse a cualquier tipo de tumor y son replicables a mayor escala.

Este tratamiento se denomina trimodal porque combina tres actuaciones simultáneas contra el cáncer: nanopartículas magnéticas (miles de veces más pequeñas que el grosor de un cabello) a las que se ha incorporado doxorrubicina; un campo magnético que produce calor (hipertermia magnética); y, finalmente, radiación en el infrarrojo cercano, que también genera calor (terapia fototérmica).

Además, “las nanopartículas liberan el fármaco justo cuando reciben el calor, lo que se conoce como quimioterapia localizada en condiciones clínicamente seguras”, explica Ana Espinosa, investigadora del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid y coautora del estudio. “Al activar la liberación del fármaco sensible al pH y el calentamiento sinérgico dentro de las células cancerosas, estas nanopartículas logran una potente destrucción de células tumorales a la vez que minimizan la toxicidad sistémica”, aclara Espinosa.

En rojo, el fármaco después del tratamiento térmico se dispersa por la célula y alcanza el núcleo (en azul). (Fotos: ICMM)

“Trampa de calor”

Las células cancerosas son especialmente sensibles al calor, como resalta Ana Espinosa, por lo que este tratamiento es como una “trampa de calor” para acabar con las células tumorales. “Buscamos producir un efecto terapéutico que nos permita a la vez disminuir las dosis tóxicas para los tejidos sanos”, señala la investigadora.

La utilización de cada técnica por separado no permite llegar de forma segura a la temperatura que se requiere para eliminar las células tumorales. Pero al unir los dos tratamientos térmicos sí se alcanza y, además, “se puede disminuir la dosis del fármaco, la intensidad del láser y la del campo magnético, por lo que el tratamiento es menos agresivo”, resalta esta experta.

El estudio, que se ha centrado principalmente en demostrar el potencial del tratamiento trimodal, se ha llevado a cabo con nanopartículas magnéticas de óxido de hierro, que se degradan de manera natural, pueden ser asimiladas por el organismo, y a estas dosis no producen toxicidad.

“Hemos conseguido una muerte celular que alcanza hasta un 70% a las 72 horas, lo que supone un incremento significativo de la eficacia respecto a los tratamientos individuales”, detalla Espinosa. Los hallazgos “resaltan la posible aplicación clínica de los sistemas de nanopartículas multifuncionales para terapias contra el cáncer más específicas y de baja toxicidad, avanzando hacia tratamientos más efectivos y accesibles”, concluye la doctora Ana espinosa.

Además del ICMM y de IMDEA Nanociencia, en esta investigación también han colaborado el Instituto Curie de Francia y el Instituto de Cerámica y Vidrio (ICV) del CSIC.

El estudio se titula “Tri-Modal Anticancer Strategies with Doxorubicin-Loaded Iron Oxide Nanoparticles Integrating Chemo and Magneto-Photothermal Therapeutic Effects”. Y se ha publicado en la revista académica Advanced NanoBiomed Research. Debido a su gran interés, el estudio ha protagonizado la portada del número de la revista en el cual aparece. (Fuente: ICMM / CSIC)