De biorresiduos al tratamiento oncológico de precisión
El diagnóstico y el tratamiento del cáncer suelen requerir tecnologías distintas, por lo que los profesionales sanitarios pueden necesitar procedimientos diferentes para localizar los tumores, evaluar sus características y administrar el tratamiento. El desarrollo de herramientas más seguras que combinen el diagnóstico y el tratamiento podría mejorar la precisión de la atención oncológica y reducir sus repercusiones para los pacientes.
De la biomasa a los materiales nanohíbridos multifuncionales
En el proyecto UNAT(se abrirá en una nueva ventana), financiado por las acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana), se han estudiado materiales nanohíbridos ultrapequeños basados en carbono concebidos para combinar en una única plataforma el diagnóstico por imagen y el tratamiento del cáncer. Los investigadores combinaron estructuras de carbono con componentes metálicos para aprovechar las propiedades complementarias de ambos materiales en aplicaciones tratanósticas, que integran el diagnóstico y el tratamiento. Una característica distintiva de este enfoque es la importancia concedida a la sostenibilidad de los procesos de síntesis. Los núcleos de carbono se pueden producir a partir de biomasa y biorresiduos, como los residuos de café(se abrirá en una nueva ventana) y las cáscaras de cacahuete(se abrirá en una nueva ventana), que constituyen materias primas alternativas para la producción de nanomateriales. Los nanohíbridos obtenidos pueden funcionalizarse para controlar su interacción con las células y su localización en el organismo.
Diagnóstico y tratamiento en una sola plataforma
«Los nanohíbridos de carbono desarrollados en el proyecto UNAT constituyen una herramienta médica puntera muy prometedora, ya que combinan a la perfección el diagnóstico avanzado y la terapia dirigida en una única plataforma ultrapequeña», explica Vladimir Lysenko, investigador principal del proyecto. Gracias a su reducido tamaño, inferior a 20 nm, y a sus propiedades fisicoquímicas, los nanohíbridos pueden generar distintas señales para la obtención de imágenes. A diferencia de los agentes de contraste clínicos convencionales, los nanohíbridos de UNAT son bimodales. Por un lado, emiten fluorescencia multiespectral, que facilita la visualización celular e intraoperatoria con alta resolución. Por otro lado, proporcionan un elevado contraste en la obtención de imágenes por resonancia magnética (IRM) de tejidos profundos. En la práctica clínica, la detección simultánea de señales de fluorescencia y de IRM en una zona concreta aumentaría considerablemente la certeza de que el tejido observado es canceroso. Además, su tamaño hidrodinámico ultrapequeño y su carga superficial negativa favorecen una eliminación rápida y eficaz por vía tanto renal como hepatobiliar, lo que reduce prácticamente los riesgos de toxicidad a largo plazo.
Hacia una atención oncológica personalizada
El equipo de UNAT demostró que estos materiales nanohíbridos pueden actuar no solo como agentes de contraste para la obtención de imágenes, sino también como herramientas terapéuticas. Varios puntos de carbono mostraron actividad antitumoral(se abrirá en una nueva ventana) intrínseca «in vivo». En un modelo murino, una formulación rica en nitrógeno logró inhibir hasta en un 93 % el crecimiento tumoral y reducir la metástasis pulmonar. Los nanohíbridos con gadolinio mostraron efectos radiosensibilizantes tras su administración repetida «in vivo», con una inhibición del crecimiento tumoral del 97 %. Aunque todavía quedan aspectos importantes por resolver antes de plantear su uso clínico, los resultados obtenidos en UNAT han sentado las bases para continuar desarrollando esta tecnología. Los investigadores deberán esclarecer primero los mecanismos responsables de la intensa actividad antitumoral observada, optimizar la administración de los nanohíbridos y evaluar su eficacia en una variedad más amplia de modelos tumorales. Después se trabajará en la protección de la propiedad intelectual, la ampliación de la síntesis en condiciones de buenas prácticas de fabricación y la realización de estudios formales de toxicología y farmacocinética antes de plantear posibles ensayos clínicos de fase I. Si los resultados son satisfactorios, la tecnología multimodal podría contribuir a una atención oncológica más personalizada, facilitar la toma de decisiones terapéuticas más específicas y mejorar el seguimiento de la respuesta al tratamiento a lo largo del tiempo. «Este enfoque podría ayudar a identificar qué pacientes tienen más probabilidades de beneficiarse de un tratamiento concreto, en lugar de basarse solo en la respuesta observada en el conjunto de la población», concluye Lysenko.
