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)

Los científicos  Bakht Mohamadreza y Mahdi Sadeghi de la Universidad islámica Azad de Irány  los académicos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Talca (Chile), Claudio Tenreiro y Mauricio Arenas.

Realizan una  investigaciones que  consiste en la producción de nanopartículas emisoras de partículas beta (electrones), las cuales logran eliminar un tumor desde su centro.

El profesor Claudio Tenreiro, decano de la Facultad de Ingeniería, explicó que la técnica consiste específicamente en detectar y generar las nanopartículas para utilizarlas en el tratamiento de esa enfermedad. Se utiliza oro y un elemento químico llamado praseodimio, entre otros, los cuales pueden ser transformados en lo que se denomina emisores beta puros.

Este elemento es posible activarlo, para generar el emisor beta, y se inserta en el tumor, neutralizando las células nocivas desde adentro, logrando que el daño de los tejidos sea mucho más localizado, dado lo limitado del rango del movimiento del electrón en un medio.

“Los tratamientos convencionales utilizan técnicas que producen daño colateral, ya que concentran la radiación en el tumor, pero para ello se deben atravesar zonas de tejido sano. Pero la idea de las nanopartículas  es que uno las coloca en el tumor propiamente tal y ésta interactúa solo con la zona vecina donde es emitida, matando solamente el tejido que la rodea”, explicó Tenreiro.

Agregó que inicialmente se creyó que la terapia podía ayudar especialmente en aquellos casos donde no se pudiera operar, como cánceres en ciertas zonas del cerebro, ya que se usa un sistema denominado “nanobraquiterapia”, que inserta pequeñas “agujas” para el tratamiento, por ejemplo, de Iridio.

El trabajo de investigación de los profesores Tenreiro y Arenas, está en la primera fase de la terapia, que es la creación de estas nanopartículas y su activación, para que posteriormente un equipo de especialistas médicos las inserten en el tumor de un paciente.

“Llevamos un tiempo produciendo las nanopartículas. Lo primero es la técnica para generar aquellos materiales que puedan ser transformados en emisores beta puro (electrones).

Las técnicas tradicionales utilizan rayos gamma que atraviesan muchos tejidos, depositando energía en la medida que los traspasan, similar a lo que ocurre con un rayo X, o con partículas de alta energía. Mientras que en los emisores beta, el daño es mucho menor y el proceso ocurre en un tiempo determinado, matando a las células cancerígenas. Luego de la emisión del beta, el elemento queda estable y es desechado a través del metabolismo normal”, sostuvo el profesor Tenreiro.

El profesor Mauricio Arenas de la carrera de Ingeniería en Bioinformática está trabajando en la evaluación de la forma de las nanopartículas, a través de microscopía electrónica. “De esta manera se puede estandarizar el protocolo de producción de éstas”, explicó Arenas.

Además, actualmente están desarrollando técnicas para la sintetización de estas unidades de manera biológica a través de microorganismos.

Uno de los aspectos importantes es que la vida media del elemento que se utiliza en la zona con cáncer debe ser corta, para que la radioactividad no quede circundando en la persona por mucho tiempo, y que solo tenga el efecto requerido y luego se transforme en un isotopo estable.

Entre los compuestos que se están estudiando está el praseodimio, el que de acuerdo al académico “tiene bastante futuro en el tratamiento de cáncer ya que hay un conjunto de tipos de cáncer en los que éstos tienen un efecto importante”.

En este caso, el isotopo radiactivo tiene una vida útil de 19 horas, lo que permite que actúe sobre el tumor y luego se acabe el efecto en pocas horas, dependiendo del momento de aplicación, saliendo desde el tumor como una partícula estable que no daña al resto de los tejidos.

Otro de los materiales con los que se ha trabajado es el oro, ya que de acuerdo a los estudios, se pueden controlar adecuadamente los tamaños de las nanopartículas y eso es relevante si se requiere, por ejemplo, la retención de éstas en la pared celular del tumor.

Además, con este compuesto se pueden utilizar dos técnicas de manera simultánea, que el equipo de científicos está estudiando: la definida anteriormente y la termoterapia que consiste en insertar la nanopartícula, y luego con radiofrecuencia calentarla para lograr que a una temperatura superior a los 42 grados muera la célula dañina donde se insertó el oro.

“La idea es que si el tumor se detecta de manera temprana, se elimine con estas terapias y se saca, manteniendo un control de éste, impidiendo el crecimiento y la diseminación de las células cancerígenas”, precisó Tenreiro.

noviembre 21/ 2014  (DS)