Nuevo hito en el campo de la nanotecnología en España. Una investigación promulgada por el Instituto de la Bioingeniería de Cataluña (IBEC por sus siglas en inglés) promete reducir en un 90% los tumores de vejiga usando nanotecnología. Más concretamente, la investigación afirma haber usado nanorrobots en ratones para conseguir esta impresionante cifra que abre la puerta a tratamientos más eficientes para el cáncer de vejiga.
Así lo anuncia un comunicado del propio IBEC, que recoge cómo este estudio ha sido publicado en la revista Nature Nanotechnology. El equipo asegura haber podido reducir el tamaño total de los tumores de vejiga presentes en ratones usando una única dosis de nanorrobots o nanomáquinas propulsados por la urea.
Este estudio ha sido liderado por el IBEC en conjunto con el CIC biomaGUNE, en el que han participado tanto el Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) como la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). La idea es conseguir desarrollar nuevos tratamientos para el cáncer de vejiga basados en esta solución tecnológica, con la esperanza de reducir drásticamente el tiempo de hospitalización del paciente.
Nanorobots para el cáncer de vejiga
Estos nanorrobots están formados por "una esfera porosa de sílica", en cuya superficie se incorporan componentes que cumplen funciones en áreas muy concretas. Por ejemplo, uno de estos componentes es la enzima ureasa, una proteína que reacciona con la urea presente en la orina haciendo que la nanopartícula sea capaz de propulsarse.
También está presente el uso del yodo radioactivo, un radioisótopo que se usa habitualmente en el tratamiento localizado de tumores. La capacidad de autopropulsión de estos nanorrobots es sin duda alguna el epicentro de esta investigación, ya que en palabras del equipo, esta permite que las nanomáquinas puedan llegar a todas las paredes de la vejiga.
Movimiento de los nanorrobots en urea.
¿Por qué es tan importante? Con los procedimientos actuales, se administra directamente el tratamiento en la vejiga. Es necesario que durante el proceso el paciente cambie de posición cada media hora, precisamente para que el fármaco usado en el tratamiento llegue a todas las paredes. Esto ya no es necesario con el uso de estas nanomáquinas.
Eso sí, todo esto va más allá de la movilidad de estas nanopartículas en la vejiga. Resaltan la acumulación específica de estas partículas en el tumor. Para descubrir este dato, los científicos usaron todo tipo de técnicas, como la toma de imágenes médicas de tomografía por emisión de positrones (PET) en los ratones.
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Junto a este proceso se usaron imágenes de microscopía sobre los tejidos extirpados después de que el estudio finalizara. Unas imágenes que se tomaron mediante un sistema de microscopía de fluorescencia desarrollado específicamente para este proyecto, el cual permite observar toda la vejiga al completo. Es posible gracias al escaneo de las distintas capas que conforman el órgano, las cuales acaban por unirse en una reconstrucción en 3D.
Este sistema también es, como mínimo, innovador. Julien Colombelli, líder de la plataforma científica de la Microscopía Digital Avanzada del IRB Barcelona, asegura que este sistema permitió al equipo "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".
Imagen de IRB Barcelona de la acumulación de nanorrobots en el tumor.
No es en absoluto algo baladí. Colombelli prosigue destacando cómo pudieron ver los nanorrobots alcanzando el tumor y accediendo a su interior para "favorecer la actuación del fármaco". Todo esto teniendo en cuenta que ya el hecho de entender por qué los nanorrobots fueron capaces de acceder al interior del tumor fue "un desafío", según el comunicado.
El IBEC explica que los nanorrobots no poseen anticuerpos específicos para reconocer el tumor. Además, el tejido tumoral es más rígido que el tejido sano. Meritxell Serra Blancas, investigadora del Instituto y coprimera autora del estudio, habla de ello detallando cómo pudieron observar la capacidad de estos nanorrobots de descomponer la matriz extracelular del tumor.
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"Observamos que estos nanorrobots tienen la capacidad de descomponer la matriz extracelular del tumor al aumentar localmente el pH mediante una reacción química de autopropulsión. Este fenómeno podría favorecer una mayor penetración tumoral, y resultó ser beneficioso para lograr una acumulación preferencial en el tumor", explica Casablancas.
De esta forma, la conclusión definitiva es que los nanorrobots acaban chocando contra el urotelio como si fuera una pared. Pero en el tumor, al ser este más esponjoso, los nanorrobots penetran y se acumulan en el interior. De nuevo es aquí donde entra en juego la movilidad de estos nanobots, que aumenta la probabilidad de que estos lleguen al tumor.
Más comodidad y menor coste
Una de las claves más importantes de este estudio es el uso de una única dosis para conseguir esta reducción del 90%. Samuel Sánchez, profesor de investigación ICREA en el IBEC y líder del proyecto, explica que este método destaca por su eficiencia.
Así lo expone Sánchez. "Con una sola dosis vemos una disminución del 90% del volumen 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". La reducción tan importante de hospitalización del paciente tendrá un efecto positivo directo en los costes del tratamiento, así como en su comodidad.
Izqu: Meritxell Serra Casablancas. Der: Samuel Sánchez. Ambos en el IBEC.
Otros coautores del estudio, como Jordi Llop o Cristina Simó, ponen de manifiesto las ventajas presentes en el uso de esta metodología. Llop declara que la administración localizada de estos nanorrobots "disminuye la probabilidad de generar efectos adversos, y la elevada acumulación en el tejido tumoral favorece el efecto radioterapéutico".
Simó, por su parte, cree que este estudio y sus resultados "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".
Izqu: Jordi Llop. Der: Cristima Simó, ambos delante de la Unidad de Imagen Molecular del biomaGUNE.
El estudio ha expuesto resultados de más de 3 años de trabajo colaborativo entre las instituciones anteriormente mencionadas. La tecnología en la cual se basan estos nanorrobots —en la que Sánchez y su equipo han trabajado 7 años— ya ha sido patentada y es la base de Nanobots Therapeutics, una suerte de "spin-off" tanto del IBEC como del ICREA fundada en enero del año pasado.