A pesar de años de extensa investigación, muchos tipos de cáncer todavía se diagnostican y tratan de manera deficiente. La administración dirigida de fármacos antineoplásicos es difícil, al igual que la recurrencia. Este último es un sello distintivo de la enfermedad y se cree que se debe a la presencia de células madre tumorales. Por lo tanto, se necesitan con urgencia nuevos tratamientos antitumorales.

Con esto en mente, los científicos del proyecto MULTIFUN (Nanotecnología Multifuncional para la Detección y Tratamiento Selectivo del Cáncer), financiado con fondos europeos, han desarrollado y validado nanotecnología mínimamente invasiva para la detección y eliminación tempranas y selectivas de células tumorales de mama y páncreas. La biocompatibilidad y funcionalización de las nanopartículas en las actividades realizadas son óptimas.

Los científicos aplicaron una técnica singular que les permitió producir nanopartículas multifuncionales, cada una de las cuales conserva su actividad biológica en la totalidad de moléculas conjugadas. Se demostró la capacidad de utilizar estas nanopartículas de óxido de hierro magnéticas (MNP) multifuncionalizadas tanto para fines terapéuticos como diagnósticos.

La formulación diseñada demostró ser efectiva, segura e inofensiva en un modelo de cáncer en vivo. Los científicos han desarrollado instrumentos científicos adecuados para la detección de nanopartículas magnéticas en tejidos y fluidos biológicos in vivo. Además, se desarrolló un generador de campo magnético para experimentos de hipertermia magnética in vitro e in vivo.

Desde una perspectiva terapéutica, estas nanopartículas indujeron la eliminación de células cancerosas debido al efecto sinérgico del calentamiento magnético y la administración de fármacos antitumorales. En modelos subcutáneos de cáncer de mama y próstata, la magnetic hyperthermia produjo una regresión tumoral significativa. En particular, la herramienta terapéutica de MULTIFUN demostró la capacidad de atacar las células madre del cáncer caracterizado por la resistencia a los medicamentos y la recurrencia del tumor, mejorando así resultados terapéuticos.

En resumen, la herramienta MULTIFUN es una opción prometedora, como alternativa a los tratamientos antineoplásicos de referencia. Gracias a su capacidad de funcionalización, estas nanopartículas serán de gran utilidad para el diagnóstico y el tratamiento de otros tipos de cáncer.

Modelos 3D basados en geles de colágeno y ejemplares zoológicos con tumor pancreático

Estos experimentos se llevaron a cabo usando distintos tipos de modelos biológicos: con modelos celulares 3D basados en geles de colágeno, donde se alojan las células de cáncer de páncreas, se optimizaron las condiciones del campo magnético alterno para obtener la máxima muerte celular posible. A continuación, se realizaron experimentos en un modelo de ratón de cáncer de páncreas, demostrando, de forma preliminar, que el tratamiento de hipertermia magnética es capaz de estimular la producción de moléculas relacionadas con la activación de la respuesta inmune.

Inyección directa en el tumor

En este tratamiento, las nanopartículas magnéticas se inyectan directamente en el tumor, para asegurar su presencia en mayores cantidades en esa zona, y, obtener una mejor respuesta. En este sentido, uno de los avances más novedosos y relevantes de este trabajo es que las nanopartículas magnéticas presentan una bio-distribución impredecible y heterogénea en los animales.

En algunos ratones se detectó la presencia de las nanopartículas en órganos como el bazo y el hígado, mientras que en otros casos los niveles fueron indetectables y se mantuvieron principalmente en el tumor. La diferencia en la bio-distribución podría estar relacionada con la efectividad del tratamiento, ya que en los animales que presentaban mayor carga de nanopartículas en el tumor este creció menos.

Autoactivación

Los ensayos se han llevado a cabo usando distintos tipos de modelos biológicos: con modelos celulares 3D basados en geles de colágeno, donde se alojan las células de cáncer de páncreas, se optimizaron las condiciones del campo magnético alterno para obtener la máxima muerte celular posible. A continuación, se realizaron experimentos en un modelo de ratón de cáncer de páncreas, demostrando, de forma preliminar, que el tratamiento de hipertermia magnética es capaz de estimular la producción de moléculas relacionadas con la activación de la respuesta inmune.

Para Valeria Grazú, investigadora del Ciber-BBN y de la INMA y participante en el trabajo, “la activación de las propias defensas del individuo tratado con hipertermia magnética podría suponer una gran ventaja, ya que aportaría una respuesta antitumoral extra con la que combatir las células tumorales”.

En este tratamiento, las nanopartículas magnéticas se inyectan directamente en el tumor, para asegurar su presencia en mayores cantidades en esa zona, y, obtener una mejor respuesta. Así, uno de los avances más novedosos y relevantes de este trabajo es que las nanopartículas magnéticas presentan una bio-distribución impredecible y heterogénea en los animales.

En algunos ratones se detectó la presencia de estas nanopartículas en órganos como el bazo y el hígado, mientras que en otros casos los niveles fueron indetectables y se mantuvieron principalmente en el tumor. La diferencia en la bio-distribución podría estar relacionada con la efectividad del tratamiento, ya que en los animales que presentaban mayor carga de nanopartículas en el tumor este creció menos.