El cáncer de vejiga es el cuarto tumor más frecuente en los hombres, y tiene una de las tasas de incidencia más elevadas del mundo. Y a pesar de no tener una elevada mortalidad, casi la mitad de los tumores de este tipo vuelven a aparecer al cabo de cinco años, de manera que se requiere una vigilancia continuada del paciente, con frecuentes visitas al hospital y la necesidad de repetir el tratamiento. Por todo ello, este cáncer es uno de los más costosos de tratar.
Los tratamientos actuales que implican la administración de fármacos directamente al interior de la vejiga han demostrado buenas tasas de supervivencia, pero una baja eficacia terapéutica. Una alternativa prometedora es el uso de nanopartículas capaces de hacer llegar el agente terapéutico directamente al tumor. En ese sentido destacan especialmente los nanorrobots, que son nanopartículas con capacidad de autopropulsarse por el interior del cuerpo.
Un estudio publicado este lunes en la revista Nature Nanotechnology acerca esa posibilidad. Y es que los autores han sido capaz de reducir en un 90% el tamaño de tumores de vejiga en ratones administrando una sola dosis de nanorrobots propulsados por urea. Un hallazgo que abre la puerta a nuevos tratamientos para el cáncer de vejiga, que reduzcan el tiempo de hospitalización, lo que implicaría un menor coste y una mayor comodidad para el paciente.
Estas diminutas nanomáquinas están formadas por una esfera porosa de sílice. En su superficie, incorporan diversos componentes con funciones específicas. Uno de ellos es la enzima ureasa, una proteína que reacciona con la urea, presente en la orina, haciendo que la nanopartícula sea capaz de propulsarse. Otro componente clave es el yodo radioactivo, un radioisótopo utilizado combinado para el tratamiento localizado de tumores.
El trabajo ha estado liderado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y el CIC biomaGUNE, ubicado en San Sebastián. Pero además ha contado con la colaboración del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) y de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). El siguiente paso, en el que ya está trabajando el equipo de científicos, es estudiar si estos tumores vuelven a aparecer tras el tratamiento.
Pero este ya es un salto importante. «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 suelan tener de 6 a 14 citas hospitalarias con los tratamientos actuales. Con este tipo de tratamiento aumentaríamos la eficiencia, reduciendo el tiempo de hospitalización y el coste del tratamiento«, explica Samuel Sánchez, profesor de investigación ICREA en el IBEC y autor del estudio.
Funcionamiento de los nanorobots
En investigaciones anteriores, los científicos confirmaron que la capacidad de autopropulsión de los nanorobots les permitía alcanzar todas las paredes de la vejiga. Esta característica es ventajosa en comparación con el procedimiento actual en el que, después de administrar el tratamiento directamente en la vejiga, el paciente debe cambiar de posición cada media hora para garantizar que el fármaco llegue a todas las paredes.
Pero este nuevo estudio va más allá al demostrar no sólo la movilidad de las nanopartículas en la vejiga, sino también su acumulación específica en el tumor. Un logro que fue posible gracias a varias técnicas, incluida la tomografía médica por emisión de positrones (PET) de los ratones, así como imágenes microscópicas de los tejidos extirpados una vez finalizado el estudio. El sistema escanea las diferentes capas de la vejiga y proporciona una reconstrucción 3D, permitiendo así la observación de todo el órgano.
«El innovador sistema óptico que hemos desarrollado nos permitió eliminar la luz reflejada por el propio tumor, permitiéndonos identificar y localizar nanopartículas en todo el órgano sin etiquetado previo, con una resolución sin precedentes. Observamos que los nanorobots no solo alcanzaron el tumor sino que también entraron en él, potenciando así la acción del radiofármaco«, detalla Julien Colombelli, líder de la plataforma de Microscopía Digital Avanzada del IRB Barcelona.
Descifrar por qué los nanorobots pueden entrar en el tumor planteó un desafío. Y es que estas nanopartículas carecen de anticuerpos específicos para reconocer el tumor, y el tejido tumoral suele ser más rígido que el tejido sano. «Sin embargo, observamos que estos nanorobots pueden degradar la matriz extracelular del tumor aumentando localmente el pH mediante una reacción química autopropulsada. Este fenómeno favoreció una mayor penetración tumoral y fue beneficioso para conseguir una acumulación preferencial en el tumor», relata Meritxell Serra Casablancas, coprimer autora del estudio e investigadora del IBEC.
Así, los científicos concluyeron que los nanorobots chocan con el urotelio como si fuera una pared. Pero cuando chocan contra el tumor, que es más esponjoso, penetran y se acumulan en su interior. Un factor clave es la movilidad de los nanobots, que aumenta la probabilidad de alcanzar el tumor. Además, según Jordi Llop, investigador del CIC biomaGUNE y co-líder del estudio, «la administración localizada de los nanorobots portadores del radioisótopo reduce la probabilidad de generar efectos adversos, y la elevada acumulación en el tejido tumoral favorece el tratamiento radioterapéutico». efecto.»
«Los resultados de este estudio abren la puerta al uso de otros radioisótopos con mayor capacidad para inducir efectos terapéuticos pero cuyo uso está restringido cuando se administran por vía sistémica», añade Cristina Simó, coprimera autora del estudio. Por lo pronto, la tecnología subyacente a estos nanorobots, que Samuel Sánchez y su equipo llevan más de siete años desarrollando, ha sido patentada recientemente y sirve de base para Nanobots Therapeutics, una spin-off del IBEC e ICREA creada en enero de 2023.
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