Investigadores del Instituto de Investigaciones Tecnológicas de la Universidad de Santiago de Compostela trabajan en el diseño de nanopartículas que combatan las células cancerígenas mediante calor. El hallazgo consiste en aumentar la temperatura por encima de los valores considerados como normales –hipertermia– mediante campos magnéticos.
Cuando se trata de luchar contra el cancer, además del tamaño, la forma también importa. Así concluyen expertos del Instituto de Investigaciones Tecnológicas de la Universidad de Santiago (USC), que proponen terapias contra esta enfermedad basadas en la hipertermia con nanopartículas magnéticas.
La mortandad de determinados tipos de cáncer, como el glioblastoma cerebral, está asociada a la falta de terapias eficaces, lo que ha provocado un gran interés en desarrollar estrategias alternativas para combatir estos tumores.
El equipo que lidera Daniel Baldomir trabaja en una técnica, publicada recientemente en la revista Scientific Reports, que muestra resultados 'prometedores' y consiste en aumentar la temperatura por encima de los valores considerados como normales –hipertermia– mediante campos magnéticos. Su mecánica es similar a la de la fiebre, ya que la hipertermia busca destruir las células cancerígenas mediante la aplicación de calor, con temperaturas por encima de los 43 grados centígrados.
A partir de la hipertermia magnética, que actúa de forma localizada en el área afectada por el tumor, los investigadores buscaron mejorar las aplicaciones existentes en el ámbito clínico y comprobaron que las nanopartículas de forma cúbica y de un tamaño de aproximadamente 20 nanómetros ofrecen una mayor eficiencia.
Hasta ahora, la experimentación en el campo de la hipertermia trabajaba con partículas de forma esférica y un tamaño de aproximadamente 10 nanómetros. A estas escalas, incluso las pequeñas fluctuaciones térmicas son importantes desde el punto de vista magnético (comportamiento superparamagnético), por lo que los investigadores no las consideran óptimas para generar calor, siendo necesario utilizar enormes cantidades de partículas en cada tratamiento, con los consiguientes efectos secundarios para los pacientes.
Un ejemplo en la naturaleza
Para superar el comportamiento superparamagnético, el grupo ha optado por variar el tamaño y la forma de las partículas. La referencia la han encontrado en la propia naturaleza, concretamente en unas bacterias llamadas magnetotácticas, capaces de producir en su interior cadenas formadas por entre 10 y 20 piezas de cristal de magnetita (un óxido de hierro) y que todas juntos actúan como la aguja de un compás capaz de orientar a las bacterias.
Los investigadores se propusieron diseñar partículas muy semejantes a las de esta bacteria, de forma cúbica en lugar de esféricas y suficientemente grandes, de aproximadamente 20 nanómetros, “para que mostrasen estabilidad en sus propiedades magnéticas en vez de superparamagnetismo”. El primer paso del equipo fue el estudio teórico, con simulaciones realizadas en el Centro de Supercomputación de Galicia (Cesga) que facilitaron la selección de los tamaños y condiciones experimentales que, a priori, serían los más efectivos, para a continuación prepararlos en el laboratorio y finalmente ensayarlos in vitro.
Colaboración internacional
Para el diseño y estudio experimental el grupo del profesor Baldomir ha colaborado con grupos de investigación de Barcelona, Cambridge y Salónica. “Este tipo de trabajos son eminentemente multidisciplinares” explica Carlos Martínez-Boubeta, primer autor del estudio. En este sentido recuerda que herramientas como los rayos X, el láser o la resonancia magnética son invenciones de la física con una alta incidencia en la práctica médica.
Los investigadores aguardan que en pocos años la hipertermia inducida magnéticamente sea algo rutinario en el tratamiento del cáncer. De hecho, es una técnica que ya se encuentra en el ámbito clínico, después de que la Unión Europea aprobara recientemente su aplicación por parte de una compañía alemana (MagForce).
Referencia bibliográfica:
Carlos Martinez-Boubeta, Konstantinos Simeonidis, Antonios Makridis, Makis Angelakeris, Oscar Iglesias, Pablo Guardia, Andreu Cabot, Lluis Yedra, Sonia Estradé, Francesca Peiró, Zineb Saghi, Paul A. Midgley, Iván Conde-Leborán, David Serantes & Daniel Baldomir. “Learning from Nature to Improve the Heat Generation of Iron-Oxide Nanoparticles for Magnetic Hyperthermia Applications”. Scientific Reports 3, Article number: 1652 doi:10.1038/srep01652
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