Nanopartículas magnéticas: un Caballo de Troya para atacar tumores desde adentro

A escala nanométrica, donde un nanómetro equivale a la millonésima parte de un milímetro, se abre un universo inmensurable de posibilidades para conseguir soluciones a problemas biomédicos, tanto a los fines de mejorar las técnicas de diagnóstico por imágenes como para el diseño de nuevas terapias. En esta última línea viene trabajando un equipo multidisciplinario de investigadores del CONICET que acaba de publicar prometedores resultados en la revista Nanoscale con relación a una posible terapia para el tratamiento de tumores cancerígenos sólidos. Los expertos desarrollaron nanoclústers, es decir paquetes de nanopartículas organizadas que podrían ser alojados en el interior de esos tumores y, al ser activados externamente por medio de un campo de radiofrecuencia, nutrirse de su energía para luego disipar calor –elevando la temperatura a 43 grados– y generar así la muerte de las células malignas.

Los nanoclústers fueron diseñados por parte del Grupo de Magnetismo y Materiales Magnéticos (G3M) del Instituto de Física La Plata (IFLP, CONICET-UNLP), especializado en el estudio de las propiedades y el comportamiento de distintos objetos a escala nano al ser sometidos a campos magnéticos. “Nosotros nos dedicamos desde hace muchos años a temas relacionados al desarrollo de esta técnica que se denomina hipertermia magnética, y en este trabajo en particular utilizamos nanopartículas de magnetita, es decir óxido de hierro”, comenta la investigadora del CONICET en el IFLP Marcela Fernández van Raap, autora responsable del artículo, y agrega: “Si bien hay otros materiales que ofrecen una mayor prestación, también son más tóxicos, y lo que buscamos son terapias localizadas y selectivas que agredan sólo al tumor y las células enfermas, pero no al tejido sano. Para ello necesitamos nanopartículas inteligentes y eficientes, que bajen el nivel de toxicidad y los daños colaterales”.

Hasta el momento, las experimentaciones que venía realizando el equipo del G3M se hacían en modelos que simulaban las condiciones de un tumor de verdad. “El problema de eso es que, si bien se mimetizan en parte sus características, esos modelos no son el tumor. Entonces la manera en que las nanopartículas interactúan con su entorno, los niveles de toxicidad de los procedimientos y el tipo de campo magnético a aplicar son distintos a los que deberían tomarse en cuenta en situaciones reales. Lo que nos propusimos ahora fue hacer un aporte a la traslación de la investigación básica a la clínica”, explica. Para ello era necesario dar el salto a trabajar in vivo, es decir utilizando modelos animales que dieran una versión más próxima a lo que sería combatir una formación tumoral en un ser humano.

Las pruebas en ratones se llevaron a cabo en el Instituto de Química y Fisicoquímica Biológicas (IQUIFIB, CONICET-UBA) usando como modelo un tipo de cáncer de piel, el melanoma. Para hacerlas fue necesario diseñar un aplicador de campos de radiofrecuencia ad hoc, porque el del IFLP es imposible de trasladar por sus dimensiones. El desarrollo –patentado en 2016– fue obra de un equipo de profesionales del Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señales (LEICI, CONICET-UNLP).

Uno de los resultados del trabajo es que permitió estandarizar la prestación de las nanopartículas. “Hicimos simulaciones numéricas de acuerdo a sus parámetros de tamaño y forma en la que estaban agrupadas para dar una idea acerca de cómo se comportarían magnéticamente y de qué manera disiparían el calor”, apunta Marisa Bab, investigadora del CONICET en el Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA, CONICET-UNLP) y responsabledel grupo a cargo del modelado matemático.

“Esto se configura como un aporte inicial para resolver los problemas para la traslación, que son varios. Uno de ellos es lograr abarcar todo el tumor porque de no ser así las células tumorales no afectadas por el tratamiento continúan creciendo en forma desmedida y descontrolada. Cómo se distribuyen las nanopartículas en el interior del tumor, dónde se localizan y cómo es la disipación del calor son cuestiones que maneja el sistema biológico, no nosotros. Eso es complejo y está lejos de ser resuelto”, destaca Fernández van Raap, y cierra: “La parte negativa de todo esto es la falta de financiamiento. Hace mucho tiempo que no nos ingresan fondos para continuar con las experimentaciones y sería muy triste retrasar estos proyectos por no contar con el dinero para comprar los materiales necesarios. Esa es una gran dificultad”.

Por Marcelo Gisande

Referencia bibliográfica: 

Coral D. F., Soto P. A., Blank V., Veiga A., Spinelli E., Gonzalez S., Saracco G. P., Bab M. A., Muraca D., Setton-Avruj P. C., Roig A., Roguin L. and Fernández van Raap M. B. (2018). Nanoclusters of crystallographically aligned nanoparticles formagnetict hermotherapy: aqueous ferrofluid, agarose phantoms and ex vivo melanoma tumour assessment. Nanoscale, 10, 21262, 10.1039/C8NR07453D. https://doi.org/10.1039/C8NR07453D

Sobre investigación: 

Diego Coral. CESMAG, Colombia.
Paula Soto. Becaria doctoral. IQUIFIB.
Viviana Blank. Investigadora adjunta. IQUIFIB.
Alejandro Veiga. Investigador independiente. LEICI.
Enrique Spinelli. Investigador independiente. LEICI.
Sergio González. Profesional principal. LEICI.
Gustavo Saracco. Investigador adjunto. INIFTA.
Marisa Bab. Investigadora independiente. INIFTA.
Diego Muraca. UNICAMP, Brasil.
Patricia Setton. Investigadora independiente. IQUIFIB.
Ana Roig. ICMAB-CSIC, España.
Leonor Roguin. Investigadora principal. IQUIFIB.
Marcela Fernández van Raap. Investigadora principal. IFLP.