Estas diminutas nanomáquinas se dirigen específicamente hacia las células cancerígenas, a las que atacan con yodo radiactivo que portan en su superficie
15 ene 2024 . Actualizado a las 13:05 h.Es algo así como un viaje alucinante hacia el tumor de vejiga. Solo que en el trayecto hacia la aniquilación de uno de los cánceres más frecuentes no hay ni una pizca de ficción. Todo es ciencia. El vehículo es un nanorrobot formado por partículas esféricas de gel de sílice. El motor, incorporado a su superficie, es la enzima ureasa, una proteína que reacciona con la urea. El combustible, la propia orina. O para ser más precisos, uno de sus componentes químicos: la urea. Y el arma destructiva es un radioisótopo de yodo radiactivo, utilizado habitualmente para el tratamiento del cáncer de tiroides. ¿El resultado final? El tamaño del tumor de vejiga, el cuarto de mayor incidencia en hombres, se reduce en un 90 %.
Es lo que se ha probado en un estudio en ratones liderado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y el CIC biomaGUNE, que han desarrollado la tecnología en colaboración con el Instituto de Investigación Biomédica (IRB de Barcelona) y de la Universidad Autónoma de Barcelona. La investigación, que se acaba de publicar en Nature Nanotechnology, abre la puerta a nuevos tratamientos para el cáncer de vejiga que reduzcan el tiempo de hospitalización, lo que también implicaría un menor coste y una mayor comodidad para el paciente, que en buena parte de los casos se ve obligado a realizar inspecciones periódicas para controlar las recaídas que surgen al cabo del tiempo.
nanorrobots. CIC biomaGUNE
Los tratamientos actuales, que implican la administración de fármacos directamente al interior de la vejiga han demostrado buenas tasas de supervivencia, pero una eficacia terapéutica baja. La nueva terapia también se inyectaría directamente en la vejiga, pero con una sola dosis se consigue que el tumor disminuya en un 90 %.
El tratamiento se ha probado en ratones, pero dada las enormes expectativas que ha generado se ha creado una spin-off, Nanobots Therapeutics, dependiente del IBEC, que aspira a reunir los fondos suficientes para llevar a cabo la preclínica regulatoria, de tal modo que si el potencial se confirma, en cinco años puedan empezar los ensayos clínicos en humanos. «También tenemos un proyecto en paralelo en el que estudiamos el uso de quimioterapia complementaria para mejorar la eficacia», apunta Meritxell Serra, primera coautora del trabajo.
La terapia, a diferencia de otras, presenta una ventaja añadida: el principio activo, la radioterapia de yodo radiactivo, se acumula directamente en las células cancerígenas, sobre las que actúa de forma selectiva. Lo más sorprendente es que, a diferencia de otras aproximaciones en las que se utilizan anticuerpos, en este caso no es necesario el uso de ningún anticuerpo que guíe el medicamento hacia el tumor.
La solución aportada es mucho más innovadora y efectiva. «El motor, la enzima ureasa, genera una reacción química de propulsión que produce un cambio en el PH. Y este cambio en el PH es capaz de degradar la matriz extracelular del tumor, lo que permite que las nanopartículas penetren directamente en las células cancerígenas. Este fenómeno podría favorecer una mayor penetración y resultó ser beneficioso para lograr una acumulación preferente en el tumor», explica Serra. Y lo que es igual de importante, la capacidad de autopropulsión de los nanorrobots permite que el agente terapéutico haga su efecto en todas las paredes de la vejiga.
Esta característica supone una ventaja respecto al procedimiento actual, donde una vez administrado el tratamiento directamente en la vejiga, el paciente debe cambiar de posición cada media hora para conseguir que el fármaco llegue a todas las paredes.
El nuevo trabajo va más allá al demostrar no solo la movilidad de las nanopartículas en la vejiga, sino también su acumulación específica en el tumor. Esto último también fue posible gracias a diferentes técnicas, incluyendo imágenes médicas de tomografía por emisión de positrones (PET) de los ratones, así como imágenes de microscopía sobre los tejidos extirpados tras la finalización del estudio. Estas últimas se tomaron mediante un sistema de microscopía de fluorescencia desarrollado específicamente para este proyecto en el IRB Barcelona. El sistema permite observar la vejiga completa, escaneando las distintas capas del órgano para luego obtener una reconstrucción en 3D.
«El innovador sistema óptico que hemos desarrollado, nos permitió, anular la luz que reflejaba el propio tumor y así identificar y localizar las nanopartículas en todo el órgano, sin un marcaje previo, a una resolución sin precedentes. Así vimos que los nanorrobots no solo alcanzaban el tumor, sino que lograban acceder a su interior, para favorecer así la actuación del radiofármaco», explica Julien Colombelli, líder de la plataforma científica de Microscopía Digital Avanzada del IRB Barcelona.
Los científicos llegaron a la conclusión de que los nanorrobots chocan con el urotelio como si fuera una pared, pero en el tumor, al ser más esponjoso, penetran y se acumulan en su interior. Un factor clave es la movilidad de los nanobots, que aumenta la probabilidad de que lleguen al tumor.
Además, según destaca Jordi Llop, investigador del CIC biomaGUNE y colíder del estudio, «la administración localizada de los nanorrobots que portan el radioisótopo disminuye la probabilidad de generar efectos adversos, y la elevada acumulación en el tejido tumoral favorece el efecto radioterapéutico».
«Los resultados de este estudio abren la puerta a la utilización de otros radioisótopos con mayor capacidad de inducir efecto terapéutico, pero cuyo uso se ve restringido cuando los radiofármacos deben administrarse de forma sistémica», añade Cristina Simó, co-primera autora del estudio.
Pero lo más importante son las ventajas que esta nueva aproximación terapéutica ofrecerá al paciente. «Con una sola dosis vemos una disminución del 90 % del tumor. Es mucho más eficiente, teniendo en cuenta que lo habitual en pacientes con este tipo de tumores es que vayan entre 6 y 14 veces al hospital. Con este tipo de tratamiento aumentaríamos la eficiencia, reduciendo el tiempo de hospitalización y el coste del tratamiento», señala Samuel Sánchez, profesor de investigación Icrea en el IBEC y líder del estudio.
Sánchez es también el fundador de Nanobots Technology, que representa un puente entre la investigación y la aplicación clínica. «Obtener una buena financiación para la spin-off es crucial para poder seguir desarrollando esta tecnología y, si todo va bien, que pueda llegar al mercado y a la sociedad». La primera ronda de financiación se cerró con éxito el pasado mes de junio. El CSIC y la Fundación ''la Caixa'' han apoyado la investigación.