Nanocápsulas de carbono para la radioterapia contra el cáncer

 

Los avances en nanomedicina destinados al tratamiento del cáncer van dirigidos a la producción de agentes terapéuticos cada vez más eficientes, biocompatibles, e inteligentes. Uno de los tratamientos más prometedores incluye el uso de nanopartículas radiactivas, administradas intravenosamente al cuerpo, para hacer frente a los tumores. Ahora, un equipo internacional formado por investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) y el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2), otros de centros de investigación y universidades del Reino Unido, Francia, Grecia, Praga e Italia, y una empresa francesa (Cis Bio International), dentro del consorcio del proyecto europeo RADDEL (RADioactivity DELivery), han conseguido preparar nanocápsulas estables que, una vez irradiadas con neutrones, se activan y consiguen unos niveles de radiactividad unas 100 veces mayores que los conseguidos en anteriores estudios, permitiendo reducir la proliferación y crecimiento de los tumores cancerígenos. El estudio se ha publicado este diciembre en la revista ACS Nano.

Alta radioactividad: la clave para parar el crecimiento de los tumores

Esta gran radiación conseguida permite que las nanocápsulas puedan utilizarse para radioterapia contra el cáncer, y no sólo para estudios de imagen biomédica, como hasta ahora. La imagen biomédica requiere una radiactividad más baja, ya que se utiliza para detectar en tiempo real la presencia y posición de las nanocápsulas dentro del organismo. La radioterapia, en cambio, requiere una radiación más alta, ya que permite 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 se probaron en experimentos in vivo con ratones, y se vio 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», explica Gerard Tobías Rossell, investigador del ICMAB-CSIC.

Nanotubos de carbono: impermeables y biocompatibles

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. Sólo 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: facilidad de manipulación

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.

Articulo de referencia: Neutron Activated 153Sm Sealed in Carbon Nanocapsules for in Vivo Imaging and Tumor Radiotherapy. Julie T.-W. Wang, Rebecca Klippstein, Markus Martincic, Elzbieta Pach, Robert Feldman, Martin Šefl, Yves Michel, Daniel Asker, Jane K. Sosabowski, Martin Kalbac, Tatiana Da Ros, Cécilia Ménard-Moyon, Alberto Bianco, Ioanna Kyriakou, Dimitris Emfietzoglou, Jean-Claude Saccavini, Belén Ballesteros, Khuloud T. Al-Jamal*, Gerard Tobias ACS Nano 2019. DOI: 10.1021/acsnano.9b04898

Fuentes: