Investigadors del CSIC estudien nanopartícules per lluitar contra el càncer de pàncrees

Diferents grups de recerca del Consell Superior de Recerques Científiques (CSIC) estan estudiant l'aplicació de nanopartícules contra el càncer de pàncrees, nanocàpsules per a radioteràpia i l'ús de llum per a activar fàrmacs.

En 2020 es van diagnosticar gairebé 20 milions de nous casos de càncer en el món. En 2021, la xifra s'aproximava als 300.000 nous casos a Espanya. I es preveu que continuïn augmentant en les pròximes dècades degut, entre altres causes, a l'envelliment de la població. En aquest context, la recerca de nous tractaments per a fer front al càncer és clau.

Els tres pilars en el tractament del càncer són la cirurgia, la radioteràpia i la quimioteràpia, i més recentment se'ls han afegit la medicina de precisió i la immunoteràpia (entrenar a les pròpies defenses del cos humà perquè reconeguin i destrueixi les cèl·lules tumorals), que és avui una de les més prometedores. Al costat de la immunoteràpia, també han sorgit altres àrees amb gran potencial.

En diagnòstic, la biòpsia líquida permet recollir mostres de cèl·lules tumorals en sang perifèrica per a analitzar-les i utilitzar-les en detecció precoç i seguiment de resposta al tractament; i la genòmica permet seqüenciar el genoma de pacients de càncer per a identificar biomarcadores i genotipificar tumors. Un biomarcador és un indicador quantificable d'algun estat biològic. Sovint els hi quantifica usant sang, orina o teixits blancs per a examinar processos biològics normals, processos patogènics (com, per exemple, el càncer) o respostes farmacològiques a una intervenció terapèutica.

En tractaments, una àrea en auge és la nanoterapia, que consisteix a usar nanotecnologia per a incrementar l'efectivitat de teràpies existents, com la quimioteràpia i la radioteràpia. Fins i tot s'està provant el seu potencial com a teràpia autònoma en l'administració de fàrmacs en cèl·lules diana.

En el CSIC, el major organisme públic de recerca d'Espanya, molts grups i centres de recerca de diverses disciplines treballen en coordinació en la cerca de coneixement bàsic per a buscar noves dianes i noves teràpies.

Entre ells, els investigadors de l'Institut de Nanociència i Materials d'Aragó (INMA-CSIC-UNIZAR), centre mixt del CSIC i la Universitat de Saragossa, estudien l'aplicació de nanopartícules magnètiques com a tractament experimental.

En col·laboració amb el Centre de Recerca Biomèdica en Xarxa de Bioingeniería, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN), els científics del CSIC han estudiat diversos paràmetres crítics en l'efectivitat de l'anomenada hipertèrmia magnètica, un tipus de teràpia que consisteix en l'ús de nanopartícules magnètiques que generen calor en ser exposades a un camp magnètic altern extern, innocu per als teixits. L'estudi ha detectat un augment de la resposta immune en models animals i una major inhibició del creixement tumoral.

Els investigadors van estudiar l'efecte de la hipertèrmia magnètica en càncer de pàncrees perquè aquest tipus de càncer té una matriu extratumoral molt densa, que dificulta l'arribada dels fàrmacs en tractaments convencionals. «La hipertèrmia magnètica és d'especial interès en aquesta mena de tumors perquè pot tenir un efecte dual ajudant la matriu extracelul·lar a ser més permeable i provocant la mort de les cèl·lules tumorals. La sinergia d'aquest tractament amb teràpies convencionals podria resultar de gran rellevància», explica Laura Asín, investigadora de l'INMA i del CIBER-BBN.

En aquest nou tractament, les nanopartícules magnètiques s'injecten directament en el tumor per a assegurar la seva presència en majors quantitats en aquesta zona i obtenir una millor resposta. En aquest sentit, un dels avanços més rellevants obtinguts en aquest treball és que les nanopartícules magnètiques presenten una biodistribución impredictible i heterogènia en els models animals estudiats.

D'altra banda, en nanomedicina, un dels tractaments més prometedors inclou l'ús de nanopartícules radioactives administrades per via intravenosa per a atacar als tumors. En aquest terreny, investigadors de l'Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB) participen en un equip internacional que ha desenvolupat nanocàpsules de carboni que s'activen amb radiació per a reduir la proliferació i creixement dels tumors cancerígens. La troballa, provada en ratolins, podria ser utilitzada tant en l'obtenció d'imatges biomèdiques com en la radioteràpia contra el càncer.

Es tracta de nanocàpsules amb àtoms de samari estable que són irradiades amb neutrons per a aconseguir uns elevats nivells de radioactivitat que destrueixin les cèl·lules tumorals i redueixin així el creixement i proliferació dels tumors. Les nanocàpsules s'han provat en experiments amb ratolins, observant una reducció d'alguns dels tumors, així com la prevenció de la seva proliferació i reducció del ritme de creixement. «Encara cal fer més estudis per a calcular les dosis òptimes i els efectes secundaris, però els resultats existents són molt prometedors», assegura Gerard Tobías Rossell, investigador del ICMAB.

Un dels grans inconvenients de les teràpies actuals contra el càncer són els seus múltiples efectes secundaris. Per a intentar evitar-los, el grup de Química Mèdica de l'Institut de Química Avançada de Catalunya (IQAC-CSIC) desenvolupa el projecte PhotoStem, una prova de concepte per a una nova teràpia contra el càncer que combina dos elements innovadors. En primer lloc, es tracta d'obtenir fàrmacs que es puguin activar només en la zona del tumor mitjançant una llum externa. Això evitaria efectes no desitjats en altres teixits no tumorals del cos, alguna cosa que ocorre amb la radioteràpia convencional.

A més, PhotoStem vol eliminar una població petita de cèl·lules tumorals anomenades cèl·lules mare tumorals (CSCs, per les seves sigles en anglès), que són sovint responsables de la resistència a la quimioteràpia convencional. Aquestes cèl·lules mare tumorals resisteixen al tractament, i, al cap d'un temps, acaben regenerant el tumor i causant recaigudes en els pacients. «És especialment difícil eliminar les cèl·lules mare tumorals sense efectes secundaris ja que són molt semblants a les cèl·lules mare sanes, però, amb els nostres fàrmacs fotoactivables, podria ser possible», assegura Laia Josa Culleré, investigadora del IQAC.

L'objectiu a llarg termini és desenvolupar una teràpia contra el càncer que s'usi en la clínica. Si la prova de concepte del projecte PhotoStem és reeixida, es podrien iniciar assajos de les noves molècules fotoactivables en animals, seguit d'un treball exhaustiu de validació clínica i assajos clínics. En paral·lel, s'iniciaria el desenvolupament de dispositius mèdics que permetin aplicar la llum en una zona concreta dels pacients, per sobre de la pell per a tumors superficials, o mitjançant la implantació de sistemes LED o fibres òptiques per a tumors més interns.