Investigadores del CSIC estudian nanopartículas para luchar contra el cáncer de páncreas

Diferentes grupos de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) están estudiando la aplicación de nanopartículas contra el cáncer de páncreas, nanocápsulas para radioterapia y el uso de luz para activar fármacos.

En 2020 se diagnosticaron casi 20 millones de nuevos casos de cáncer en el mundo. En 2021, la cifra se aproximaba a los 300.000 nuevos casos en España. Y se prevé que sigan aumentando en las próximas décadas debido, entre otras causas, al envejecimiento de la población. En este contexto, la investigación de nuevos tratamientos para hacer frente al cáncer es clave.

Los tres pilares en el tratamiento del cáncer son la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia, y más recientemente se les han añadido la medicina de precisión y la inmunoterapia (entrenar a las propias defensas del cuerpo humano para que reconozcan y destruya las células tumorales), que es hoy una de las más prometedoras. Junto a la inmunoterapia, también han surgido otras áreas con gran potencial.

En diagnóstico, la biopsia líquida permite recoger muestras de células tumorales en sangre periférica para analizarlas y utilizarlas en detección precoz y seguimiento de respuesta al tratamiento; y la genómica permite secuenciar el genoma de pacientes de cáncer para identificar biomarcadores y genotipificar tumores. Un biomarcador es un indicador cuantificable de algún estado biológico. A menudo se los cuantifica usando sangre, orina o tejidos blancos para examinar procesos biológicos normales, procesos patogénicos (como, por ejemplo, el cáncer) o respuestas farmacológicas a una intervención terapéutica.

En tratamientos, un área en auge es la nanoterapia, que consiste en usar nanotecnología para incrementar la efectividad de terapias existentes, como la quimioterapia y la radioterapia. Incluso se está probando su potencial como terapia autónoma en la administración de fármacos en células diana.

En el CSIC, el mayor organismo público de investigación de España, muchos grupos y centros de investigación de diversas disciplinas trabajan en coordinación en la búsqueda de conocimiento básico para buscar nuevas dianas y nuevas terapias.

Entre ellos, los investigadores del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA-CSIC-UNIZAR), centro mixto del CSIC y la Universidad de Zaragoza, estudian la aplicación de nanopartículas magnéticas como tratamiento experimental.

En colaboración con el Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), los científicos del CSIC han estudiado varios parámetros críticos en la efectividad de la llamada hipertermia magnética, un tipo de terapia que consiste en el empleo de nanopartículas magnéticas que generan calor al ser expuestas a un campo magnético alterno externo, inocuo para los tejidos. El estudio ha detectado un aumento de la respuesta inmune en modelos animales y una mayor inhibición del crecimiento tumoral.

Los investigadores estudiaron el efecto de la hipertermia magnética en cáncer de páncreas porque este tipo de cáncer tiene una matriz extratumoral muy densa, que dificulta la llegada de los fármacos en tratamientos convencionales. «La hipertermia magnética es de especial interés en este tipo de tumores porque puede tener un efecto dual ayudando a la matriz extracelular a ser más permeable y provocando la muerte de las células tumorales. La sinergia de este tratamiento con terapias convencionales podría resultar de gran relevancia», explica Laura Asín, investigadora del INMA y del CIBER-BBN.

En este novedoso tratamiento, las nanopartículas magnéticas se inyectan directamente en el tumor para asegurar su presencia en mayores cantidades en esa zona y obtener una mejor respuesta. En este sentido, uno de los avances más relevantes obtenidos en este trabajo es que las nanopartículas magnéticas presentan una biodistribución impredecible y heterogénea en los modelos animales estudiados.

Por otra parte, en nanomedicina, uno de los tratamientos más prometedores incluye el uso de nanopartículas radiactivas administradas por vía intravenosa para atacar a los tumores. En este terreno, investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB) participan en un equipo internacional que ha desarrollado nanocápsulas de carbono que se activan con radiación para reducir la proliferación y crecimiento de los tumores cancerígenos. El hallazgo, probado en ratones, podría ser empleado tanto en la obtención de imágenes biomédicas como en la radioterapia contra el cáncer.

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. Las nanocápsulas se han probado en experimentos con ratones, observando una reducción de algunos de los tumores, así como la 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», asegura Gerard Tobías Rossell, investigador del ICMAB.

Uno de los grandes inconvenientes de las terapias actuales contra el cáncer son sus múltiples efectos secundarios. Para intentar evitarlos, el grupo de Química Médica del Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC-CSIC) desarrolla el proyecto PhotoStem, una prueba de concepto para una nueva terapia contra el cáncer que combina dos elementos innovadores. En primer lugar, se trata de obtener fármacos que se puedan activar sólo en la zona del tumor mediante una luz externa. Esto evitaría efectos no deseados en otros tejidos no tumorales del cuerpo, algo que ocurre con la radioterapia convencional.

Además, PhotoStem quiere eliminar una población pequeña de células tumorales llamadas células madre tumorales (CSCs, por sus siglas en inglés), que son a menudo responsables de la resistencia a la quimioterapia convencional. Estas células madre tumorales resisten al tratamiento, y, al cabo de un tiempo, acaban regenerando el tumor y causando recaídas en los pacientes. «Es especialmente difícil eliminar las células madre tumorales sin efectos secundarios ya que son muy parecidas a las células madre sanas, pero, con nuestros fármacos fotoactivables, podría ser posible», asegura Laia Josa Culleré, investigadora del IQAC.

El objetivo a largo plazo es desarrollar una terapia contra el cáncer que se use en la clínica. Si la prueba de concepto del proyecto PhotoStem es exitosa, se podrían iniciar ensayos de las nuevas moléculas fotoactivables en animales, seguido de un trabajo exhaustivo de validación clínica y ensayos clínicos. En paralelo, se iniciaría el desarrollo de dispositivos médicos que permitan aplicar la luz en una zona concreta de los pacientes, por encima de la piel para tumores superficiales, o mediante la implantación de sistemas LED o fibras ópticas para tumores más internos.