Se trata de nanocápsulas con átomos de samario estable que son irradiadas con neutrones para lograr unos elevados niveles de radiactividad que destruyan las células tumorales y reduzcan así el crecimiento y proliferación de los tumores. En nanomedicina, uno de los tratamientos más prometedores incluye el uso de nanopartículas radiactivas administradas por vía intravenosa para hacer frente a los tumores.

Estas nanocápsulas de carbono y samario son irradiadas con neutrones para lograr elevados niveles de radiactividad que destruyen las células tumorales

Las nanocápsulas se han probado en experimentos con ratones y se ha comprobado una reducción de algunos de los tumores, y una prevención de su proliferación y reducción del ritmo de crecimiento. Todavía hay que hacer más estudios para calcular las dosis óptimas y los efectos secundarios, pero los resultados existentes son muy prometedores, advierte Gerard Tobías Rossell, investigador del Instituto de Ciencia de Materiales (ICMAB-CSIC).

La alta radiación lograda permite que las nanocápsulas puedan utilizarse para radioterapia contra el cáncer, y no solo para estudios de imagen biomédica, como hasta ahora.

La imagen biomédica requiere una radiactividad más baja (se usa para detectar las nanocápsulas dentro del organismo), pero la radioterapia, en cambio, requiere una radiación más alta para destruir las células cancerígenas que forman los tumores de manera localizada. La gran radioactividad conseguida en este estudio permite, además, que la dosis administrada pueda ser mucho más baja que con otros tratamientos.

Las nanocápsulas son formadas por nanotubos de carbono, es decir, por láminas de grafeno enrolladas y selladas por las puntas. Estas nanocápsulas son impermeables, ya que la pared de grafeno no permite que los átomos radiactivos que hay en el interior se esparzan por el resto del cuerpo, afirma Tobías.

Los átomos del interior son de samario (cloruro de samario), ya utilizado en hospitales como paliativo para metástasis óseas. Cuando se preparan las nanocápsulas, los átomos no son radiactivos. Solo después de ser irradiados con neutrones, los isótopos 152, estables, se convierten en isótopos 153, radiactivos, y útiles para el tratamiento contra el cáncer.

Nanocápsulas estables y fáciles de manipular

El hecho de trabajar con partículas no radiactivas tiene múltiples ventajas: por un lado, permite realizar todo el proceso de llenado de los tubos y posterior procesado en cualquier laboratorio, ya que no se requiere el uso de instalaciones radiactivas.

También se reduce la generación de residuos radiactivos y la exposición de estos productos a los investigadores. Además, permite aliviar la limitación de tiempo que impone el uso de elementos radiactivos, ya que estos requieren una manipulación generalmente mucho más rápida. Las nanocápsulas se pueden almacenar sin ningún tipo de requerimiento especial hasta el día de su utilización.

El estudio ha sido realizado por un equipo internacional formado por investigadores del ICMAB-CSIC y el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2), otros de centros de investigación de Reino Unido, Francia, Grecia, República Checa e Italia, y la empresa Cis Bio International, dentro del proyecto europeo RADDEL (RADioactivity DELivery).

enero 23/2023 (SINC)

Compuestos radioactivos
La capacidad de combinar diagnóstico y terapia no es exclusiva de los nanotubos y está siendo explorada con otros nanovehículos. Pero en la mayoría de los casos, tanto el agente de diagnóstico como el de terapia se anclan a la superficie de la nanopartícula. «La gran ventaja de los nanotubos es que, al ser tubulares, tienen un hueco en su interior en el cual se pueden introducir compuestos radioactivos, de forma que éstos no interaccionan con el medio biológico, y se pueden utilizar las paredes externas para anclar las moléculas diana. Eso los convierte en herramientas seguras y muy versátiles, señala Gerard Tobias, del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB) del CSIC, coordinador del grupo que ha desarrollado la tecnología, en colaboración con el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2), el Instituto de Biologia Molecular y Celular del CNRS, de Francia, y el King’s College, de Londres (KCL).

Los resultados, publicados en «Nanoscale», son parte del proyecto colaborativo Raddel, dentro del programa Marie-Curie Initial Training Network (ITN), financiado por el Séptimo Programa Marco de la UE. Raddel tiene como objetivo desarrollar nuevas herramientas de diagnóstico y terapia basadas en nanocapsulas basadas en nanotubos de carbono que transportan compuestos de interés biomédico en su interior.

Belén Ballesteros, científica del ICN2 y participante en el proyecto explica que «la posibilidad de incorporar compuestos en el interior de los nanotubos es de especial interés en el caso de compuestos que «a priori» son tóxicos para el organismo, ya que disminuyen la toxicidad de los mismos. Los nanotubos de carbono también son atractivos porque en sus paredes externas se pueden anclar una gran variedad de compuestos, a través de una amplia librería de reacciones muy bien establecidas basadas en la química del carbono».

En el proyecto Raddel, los científicos han combinado las modificaciones en las superficies externa e interna de los nanotubos para diseñar una radioterapia dirigida contra el cáncer. Los nanotubos se rellenaron con materiales no radiactivos (SmCl3 y LuCl3) y fueron sellados. Posteriormente, se funcionalizó la superficie de los nanotubos con los anticuerpos monoclonales Cetuxoimab, los cuales reconocen y bloquean los receptores del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), que están sobreexpresados en las células cancerosas.

Para evaluar la eficacia del sistema «reconociendo» las células cancerosas, se realizaron ensayos con células de glioblastoma humano primario, modificadas para sobreexpresar el receptor del factor de crecimiento epidérmico.

Ensayos pre-clínicos
Los resultados demostraron que el nanotransportador era capaz de acumularse selectivamente dentro de las células cancerosas sin que se observara ninguna citotoxicidad. Estos resultados abren la puerta al desarrollo de nuevos nanomateriales para aplicaciones biomédicas en el campo del tratamiento y diagnóstico del cáncer. Actualmente, el consorcio está realizando pruebas «In vivo» para estudiar el comportamiento, en el interior del nanotubo, de los compuestos equivalentes radiactivos.

Sobre el futuro de estas herramientas, Tobías concluye que toda la investigación del proyecto Raddel se ha centrado en estudios preclínicos, y se han obtenido unos resultados muy prometedores. «A pesar de que el proyecto llega a su fin, la idea del consorcio es conseguir financiación adicional para poder avanzar en el desarrollo de estas nanocápsulas hasta llegar a un uso clínico, con personas».

Según los científicos, hay distintos estudios que muestran que, una vez administrados, los nanotubos de carbono se excretan del cuerpo, e incluso se pueden degradar mediante enzimas. «Nosotros estamos realizando estudios para evaluar de forma más concreta los materiales desarrollados».
marzo 11/2016 (Diario Médico)

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