Nanopartículas oscilantes para el tratamiento del cáncer
Los nanomateriales o nanopartículas y sus formulaciones se han estudiado ampliamente para diversas aplicaciones industriales, biotecnológicas y biomédicas. Las nanopartículas magnéticas de hierro, cobalto, níquel y sus aleaciones son de especial interés porque, además de su pequeño tamaño, presentan gran superficie, capacidad de funcionalización superficial y superparamagnetismo. Como resultado, se han utilizado para la administración selectiva de fármacos y sustancias terapéuticas, en el diagnóstico por imagen, la ingeniería de tejidos y diversas aplicaciones de biosensores.
Nanopartículas magnéticas para la detección precoz del cáncer
El equipo del proyecto MAGNAMED, emprendido con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, se propuso desarrollar un nuevo tipo de nanopartículas magnéticas para dar respuesta a la necesidad insatisfecha de detección precoz del cáncer. En muchos casos, el diagnóstico del cáncer llega demasiado tarde para un tratamiento eficaz; las nanopartículas magnéticas MAGNAMED con una funcionalización especial pretenden mejorar la detección de biomarcadores tumorales. «Nuestras nanopartículas en forma de disco están hechas de materiales magnéticos puros, que pueden ampliar el límite de detección de los biosensores magnéticos y, de esa forma, mejorar la detección precoz del cáncer», explica el investigador principal, Rafael Morales. Las nanopartículas MAGNAMED se diseñaron y produjeron con una configuración especial conocida como estado de vórtice. Se refiere a una disposición circular específica de los diminutos dominios magnéticos dentro de las nanopartículas que se asemeja a un remolino, la cual ofrece mayor estabilidad. Se generaron nanopartículas con un diámetro de entre 0,2 y 4 μm mediante técnicas litográficas y se utilizaron con éxito en biosensores ultrasensibles para detectar biomarcadores tumorales.
Tratamiento antineoplásico con nanopartículas magnéticas
Los tratamientos actuales contra el cáncer, como la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia, provocan importantes efectos secundarios. Las nanopartículas magnéticas en combinación con imanes externos se consideran alternativas prometedoras para destruir células cancerosas mediante calor (hipertermia). La geometría en forma de disco de las nanopartículas MAGNAMED las dota de un movimiento oscilatorio al aplicar campos magnéticos alternos. Como resultado, cuando las células cancerosas interiorizan estas partículas, esta oscilación provoca la muerte del 40 % de las células cancerosas «in vitro», lo que confirma el potencial terapéutico de esta técnica innovadora. Otras investigaciones sobre la interiorización de las nanopartículas en varias líneas celulares de cáncer de piel «in vitro» indicaron que las células cancerosas interiorizaban todas las partículas, independientemente de su tamaño. En cambio, las células sanas de la piel apenas interiorizaron las pequeñas partículas, lo que sugiere una orientación selectiva y específica de las nanopartículas magnéticas hacia las células cancerosas, en la que se preservan los tejidos sanos. «Nuestro plan es mejorar la eficiencia de la tecnología y extenderla a modelos “in vivo” como roedores y organoides», afirma Morales. Las nanopartículas magnéticas MAGNAMED abren nuevas posibilidades para el tratamiento del cáncer, ya que requieren menos equipos técnicos y campos magnéticos débiles en comparación con el método de la hipertermia.
Estimulación neuronal con nanopartículas
Curiosamente, los investigadores demostraron que las nanopartículas fabricadas en forma de disco también pueden activar canales iónicos mecanosensibles presentes en las neuronas y provocar una estimulación neuronal de larga duración. La manipulación no invasiva de células es fundamental para la investigación neurocientífica básica, pero también para el tratamiento de trastornos neurológicos. Los resultados de MAGNAMED abren nuevas vías para la estimulación controlada y no invasiva de la señalización biológica mediante campos y nanopartículas magnéticos. Además, en el proyecto se introduce una nueva tecnología para el tratamiento neuromodulador no invasivo de diversos trastornos neurológicos y afecciones psiquiátricas, como la epilepsia y la enfermedad de Alzheimer.
Palabras clave
MAGNAMED, nanopartículas magnéticas, tratamiento del cáncer, diagnóstico del cáncer, campo magnético, estimulación neuronal
