Servicio de noticias en salud Al Día » nanopartículas magnéticas

Agregados de nanopartículas destruyen células cancerosas

Lic. Heidy Ramírez Vázquez — Wed, 14 Jun 2017 05:09:13 +0000

Un equipo internacional de científicos, con participación de la Universidad Politécnica de Madrid, demuestra In vitro cómo la fuerza producida por el movimiento de agregados de nanopartículas magnéticas, utilizadas en sistemas de liberación de fármacos y en tratamientos de hipertermia para tumores, puede inducir la muerte mecánica de células cancerosas.

Imágenes de (a) nanopartículas internalizadas en células cancerosas tras incubación durante 24 horas, y (b) agregados de nanopartículas tras aplicar posteriormente un campo magnético de baja magnitud. / Y. Sheng, C. Wu, Y. Cheng, G.R. Plaza

" width="415" height="201" />

Desde hace un tiempo se han desarrollado por sus singulares propiedades gran cantidad de aplicaciones terapéuticas con nanopartículas magnéticas, especialmente en sistemas de liberación de fármacos y en tratamientos de hipertermia para tumores. Sometidas a un campo magnético que varía a alta frecuencia, las partículas aumentan su temperatura hasta valores que pueden producir la muerte de células cancerosas.

También se han estudiado posibles aplicaciones para reducir las posibilidades de infección en implantes y prótesis y para favorecer el crecimiento de tejidos. En este contexto, el equipo de investigación del que forma parte Gustavo Plaza, del Centro de Tecnología Biomédica de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) se propuso trabajar en una línea menos explorada: la aplicación de fuerzas, a nivel nanométrico, con fines terapéuticos. El objetivo perseguido en el estudio, publicado en Theranostics, fue la producción de fuerzas lo suficientemente elevadas como para dar lugar a la destrucción mecánica de células cancerosas.

El equipo, liderado por la profesora Yu Cheng, de la Universidad de Tongji (Shanghai, China), ha conseguido demostrar In vitro que se puede inducir con una efectividad muy elevada la muerte de células cancerosas gracias a la fuerza producida por el movimiento de agregados de nanopartículas magnéticas. El estudio combina el tamaño nanométrico de las partículas para alcanzar las células cancerosas y, por otro, el mayor tamaño de los agregados para producir fuerzas más elevadas que son necesarias para inducir la muerte celular.

La fuerza de los agregados de nanopartículas

La técnica de funcionalización permite modificar la superficie de las nanopartículas, recubriéndolas con moléculas específicas, para que se unan a ciertos tipos celulares. En el caso del tratamiento de cáncer se recubren las nanopartículas con moléculas que se unan específicamente a proteínas que son expresadas mayoritariamente en las células cancerosas y no en las células sanas.

En el nuevo trabajo se ha comprobado que las células internalizan las nanopartículas funcionalizadas, fundamentalmente en el interior de lisosomas, que son pequeños orgánulos celulares. La aplicación de un campo externo de relativamente baja magnitud da lugar a la formación de agregados de nanopartículas que tienen forma alargada. Finalmente, haciendo rotar la dirección del campo magnético, con una frecuencia muy baja, se consigue el movimiento de los agregados de nanopartículas que producen fuerzas lo suficientemente elevadas como para romper la membrana de los lisosomas y la propia membrana celular, induciendo la muerte de las células cancerosas con una efectividad muy elevada.

Trabajos previos habían empleado nanopartículas individuales o partículas de tamaño micrométrico (mil veces mayor que las nanopartículas) para dañar mecánicamente células cancerígenas. Para Gustavo Plaza, este nuevo estudio combina las buenas propiedades del tamaño nanométrico para alcanzar las células cancerosas y el mayor tamaño de los agregados para producir fuerzas mayores. Las conclusiones de este nuevo estudio abren la puerta a futuras investigaciones en la línea de la utilización de nanopartículas magnéticas para la destrucción mecánica de células cancerosas.
junio 13/2017 (agenciasinc.es)

Crean bacterias magnéticas que «convierten» los alimentos en fármacos naturales

Dra. María T. Oliva Roselló — Wed, 26 Mar 2014 06:04:50 +0000

Investigadores de la Universidad de Granada (UGR) han logrado crear bacterias magnéticas artificiales que podrían incluirse en alimentos y ayudar, al ser ingeridas, a diagnosticar enfermedades del sistema digestivo, como el cáncer de estómago.

Este hallazgo científico supone la primera vez en el mundo que un alimento es empleado como fármaco natural y ayuda a diagnosticar una enfermedad.

Los científicos se inspiraron en unas bacterias que existen en la naturaleza que producen en su interior, de manera natural, unos pequeños imanes

Los investigadores, pertenecientes al grupo de Bionanopartículas Metálicas (Bionanomet) de la UGR, han desarrollado este trabajo en colaboración con la empresa BIOSEARCH SA. Los resultados de esta investigación han sido publicados en la revista Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.201303754).

Para diseñar estas bacterias magnéticas artificiales, los científicos se inspiraron en unas bacterias que existen en la naturaleza (magnetobacterias), que producen en su interior, de manera natural, unos pequeños imanes que les sirven fundamentalmente como sistema de orientación, esto es, a modo de brújula interna.

Aplicaciones biomédicas

Estas bacterias magnéticas artificiales podrían emplearse en aplicaciones biomédicas, ya sea para obtener imágenes de resonancia magnética y poder diagnosticar o para calentar células malignas mediante hipertermia magnética y así curar enfermedades como el cáncer.

Esta nueva tecnología, patentada por BIOSEARCH SA, se encuentra en fase experimental y permitiría el uso de estas bacterias probióticas, de uso habitual en alimentación, para el diagnóstico y tratamiento de tumores así como suplemento alimenticio de hierro.

Este proyecto se ha desarrollado en el marco de un proyecto subvencionado por la Agencia de Innovación y Desarrollo de Andalucía (IDEA) de la Junta de Andalucía.

Las bacterias magnéticas artificiales son bacterias probióticas rodeadas de miles de nanopartículas magnéticas de óxido de hierro. Estas bacterias son imanes vivos que se alinean siguiendo un campo magnético externo.
marzo 7/2014 (SINC)

Miguel Martín, Fernando Carmona, Rafael Cuesta, Deyanira Rondón, Natividad Gálvez, José M. Domínguez-Vera. «Artificial Magnetic Bacteria: Living Magnets at Room Temperature». Advanced Functional Materials. 2014

Desarrollan nanopartículas magnéticas para tratar tumores

Lic. Heidy Ramírez Vázquez — Thu, 30 Jun 2011 06:04:17 +0000

Un grupo de investigadores españoles ha desarrollado unas nanopartículas magnéticas con interferón-gamma que, dirigidas con unos imanes a la zona del tumor, promueven la reducción de su tamaño sin apenas generar efectos secundarios. La explicación del método, probado en ratones, se ha publicado en la revista especializada Biomaterials.

En el trabajo, liderado por Domingo Barber, del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC, han colaborado el Departamento de Biología de la Universidad Autónoma Metropolitana, el de Biomateriales y Materiales Bioinspirados del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC) y el de Ciencia y Tecnología de Materiales y Fluidos de la Universidad de Zaragoza.

El objetivo de la investigación consistía en potenciar el sistema inmunológico del paciente para que pueda eliminar las células tumorales sin dañar las sanas, pues tanto la radioterapia como la quimioterapia atacan a células cancerígenas y a células sanas, por lo que los tratamientos actuales generan muchos efectos secundarios.

Entre los componentes del sistema inmune más prometedores para desarrollar este nuevo tipo de tratamiento se encuentran las citoquinas, proteínas capaces de atraer a las células del sistema inmune y regular su actividad.

De estas proteínas, el interferón-gamma es una de las más eficaces, ya que no solo favorece la detección y posterior eliminación por parte del propio sistema inmunológico del paciente, sino que posee otros efectos que impiden el desarrollo de las células tumorales.

Hasta ahora, el principal problema para usar este tipo de sustancias como tratamiento era conseguir que llegasen en cantidad suficiente a la zona en la que se encuentra el tumor sin que fueran tóxicas para el resto del organismo.

Al unir estas moléculas a la superficie de nanopartículas magnéticas se evita este problema, pues las nanopartículas magnéticas pueden ser dirigidas a las zonas concretas donde se encuentra el tumor, de forma que el fármaco se concentra solo en esa región.

Este método ha sido probado en ratones y ha conseguido reducir de forma muy marcada el tamaño de ciertos tumores sin efectos secundarios detectables, pues la mayor parte del interferón-gamma se localiza en la zona del tumor, atrayendo a las células inmunes y produciendo otros efectos, como una reducción de los vasos sanguíneos que llevan el oxígeno y el alimento necesario para la supervivencia de las células tumorales, lo que dificulta que el tumor crezca y se expanda.

El sistema ha resultado ser eficaz tanto contra tumores generados mediante inyección de células tumorales como contra los producidos por sustancias químicas, según informa la agencia SINC. En ambos casos, los resultados sugieren que este sistema podría ser de gran utilidad para el tratamiento no solo de tumores, sino de cualquier otra enfermedad en la que sea necesario la administración local de medicamentos, sin generar efectos secundarios.
junio 28/2011 (JANO)

Nota: Los lectores del dominio *sld.cu acceden al texto completo a través de Hinari.

Raquel Mejías, Sonia Pérez-Yagüe, Lucía Gutiérrez, Lourdes I. Cabrera, Roberto Spada, Pilar Acedo, Carlos J. Serna, Francisco J. Lázaro, et. al. Dimercaptosuccinic acid-coated magnetite nanoparticles for magnetically guided in vivo delivery of interferon gamma for cancer immunotherapy. Biomaterials, volumen 32(11), abril 2011, págs 2938-2952.

La termoterapia puede ser una alternativa a la quimioterapia para combatir el cáncer

Lic. Sandra Rodríguez García — Thu, 25 Nov 2010 06:05:43 +0000

Científicos consideran que la termoterapia puede ser una alternativa a la quimioterapia para combatir el cáncer, según un estudio presentado durante la reunión anual de la American Physical Society.
Esta técnica puede ser utilizada para aumentar la temperatura de las células cancerosas hasta que el tejido afectado muera, lo que deja el tejido circundante sano y salvo.
Este nuevo tratamiento utiliza la hipertermia para calentar solo el tumor a una temperatura de 56 grados centígrados, con la que consigue destruir el tejido canceroso mientras se mantiene el tejido sano circundante a no más de 41 grados centígrados.
Según indicó el profesor Ishwar Puri, profesor de la Universidad Virginia Tech, Estados Unidos, y director de la investigación, solamente se han llevado a cabo experimentos in vitro pero se prevé continuar el estudio con animales. En una entrevista previa a la presentación difundida por la Universidad, Puri explicó que para inducir la hipertermia utilizaron ferrofluidos, que se polarizan en presencia de un campo magnético.
\»Estos líquidos se puede dirigir magnéticamente a los tejidos cancerosos después de la aplicación por vía intravenosa\», señaló Puri.
Las nanopartículas magnéticas (del tamaño de mil millonésima partes de un metro) se filtran en el tejido de las células tumorales debido a la alta permeabilidad de estos vasos. Posteriormente, las calientan exponiendo el tumor a una alta frecuencia que altera el campo magnético y provocan la muerte del tejido enfermo sobrecalentándolo. Este proceso ha sido denominado termoterapia, agregó.
La terapia ideal, consiste en mantener la temperatura a 56 grados centígrados al menos durante 30 minutos sobre los tejidos afectados, manteniendo los sanos a menos de 41 grados, precisó el experto.
Los investigadores planean probar su método de análisis mediante la realización de experimentos con células de cánceres diferentes, en colaboración con el doctor Elankumaran Subbiah, de la Escuela de Virginia-Maryland de Medicina Veterinaria.
En la investigación participaron además Monrudee Liangruksa, alumno de posgrado en Ciencias de la Ingeniería y Mecánica de la Universidad Virginia Tech, y Ranjan Ganguly, del departamento de ingeniería electrónica en la Universidad Iadavpur de Calcuta, India.
Washington, noviembre 23/2010 (EFE)