Nanocápsulas para plantarle cara al cáncer
Aitor Larrañaga Espartero, Investigador en el ámbito de biomateriales, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea
Edurne Marin Ameztoy, Estudiante de Doctorado, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea
Yurena Polo Arroyabe, Predoc en Ingeniería de Materiales, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea
Todos hemos sido testigos directos de una de las enfermedades más devastadoras de nuestro tiempo: el cáncer.
Afortunadamente, y gracias a los avances médicos, cada vez se reduce más la tasa de mortalidad de esta enfermedad. Sin embargo, tanto el diagnóstico como los tratamientos actuales llevan asociados numerosos efectos secundarios como pérdida de peso y apetito, caída del cabello, insomnio, cansancio, etc. Consecuencias preocupantes porque empeoran considerablemente la calidad de vida de los pacientes hasta el punto de poner en riesgo su salud.
Así las cosas, la ciencia se enfrenta a un importante reto: ¿habría algún modo de detectar el cáncer de manera más temprana y con técnicas más sencillas? Es más, una vez detectado, ¿sería posible aplicar tratamientos más específicos que minimicen los efectos secundarios?
Caballos de Troya contra el cáncer
Investigadores del grupo de Paula T. Hammond en el MIT han desarrollado recientemente unas cápsulas en la escala nanométrica (nanocápsulas) que permitirían simultáneamente detectar el cáncer con un simple análisis de orina y combatirlo a modo de caballo de Troya. Esto es, penetrando en las células malignas y liberando toda su carga terapéutica en el interior de las mismas.
En los tratamientos tradicionales del cáncer (por ejemplo, la quimioterapia) el agente terapéutico se distribuye a lo largo de todo el organismo, atacando indistintamente a células sanas y células malignas. Pero, ¿qué culpa tienen las células sanas? ¿No hay ningún modo de atacar exclusivamente a las cancerígenas? La nanotecnología puede darnos la solución.
Las nanocápsulas tienen una tendencia natural para acumularse en las áreas tumorales gracias a un efecto conocido como EPR (Enhanced Permeability and Retention). Las células cancerígenas crecen rápido y son muy activas, por lo que tienen que fabricar apresuradamente vasos sanguíneos para asegurarse un suministro de oxígeno y nutrientes. Al igual que un edificio construido de forma precoz, estos vasos sanguíneos tienen imperfecciones en su estructura. Las nanocápsulas que viajan por el torrente sanguíneo aprovechan estas imperfecciones para introducirse y acumularse en el tumor.
Además, para conseguir una acumulación todavía mejor, es posible modificar la superficie de estas nanocápsulas con diferentes moléculas. Estas moléculas actúan como pequeños sensores que se unen específicamente a células tumorales. Igual que si se tratara de las piezas de un puzzle. De este modo, se consigue liberar el agente terapéutico únicamente en el entorno de células malignas, sin afectar a las células sanas.
Detectando tumores en la orina
Poder detectar el cáncer con un simple análisis de orina, evitando técnicas más invasivas o caras como la biopsia o las resonancias, parece una realidad cada vez más cercana gracias a los recientes avances científicos.
El ambiente en el que crecen las células cancerígenas es totalmente diferente al encontrado en las regiones de tejido sano. Éste se caracteriza por bajos valores de pH (entorno ácido) y altos niveles de unas proteínas conocidas como metaloproteasas, que ayudan al crecimiento y propagación del tumor.
Las nanocápsulas desarrolladas en el grupo de Paula T. Hammond llevan incrustada en su superficie una molécula que puede ser detectada en la orina. Lo realmente interesante es que la unión entre dicha molécula y la superficie de la cápsula es inteligente, de tal modo que ésta se rompe únicamente en presencia de altos niveles de metaloproteasas, liberando la molécula de la cápsula y detectándose así en la orina.
En pruebas con ratones que presentaban tres tipos de cánceres (cáncer de páncreas, colorrectal y de ovario), los niveles de esta molécula fueron más altos en la orina de aquellos animales que sufrían cáncer. Objetivo conseguido: las nanocápsulas tienen poder diagnóstico.
Silenciando las células cancerígenas
Lo que hace que las células cancerígenas se descontrolen es que están genéticamente mal programadas. Presentan genes alterados que provocan la proliferación y el crecimiento incontrolado de las células, generando lo que todos conocemos como tumor. Los avances en genética permiten hoy en día atenuar la expresión de dichos genes mediante unas moléculas conocidas como siRNA (ARN de silenciamiento), consiguiendo así detener el cáncer.
Sin embargo, para que el tratamiento sea efectivo, estas moléculas de siRNA deben ser liberadas en el interior de la célula cancerígena. La membrana exterior de las nanocápsulas desarrolladas por el grupo de Paula T. Hammond está compuesta por moléculas de siRNA. De este modo, y aprovechando su capacidad para acumularse en el tejido cancerígeno y penetrar en células malignas, se ha conseguido liberar este siRNA en las zonas tumorales y silenciar un gen modelo en ratones que presentaban tres cánceres diferentes (páncreas, colorrectal y ovario).
A pesar de tratarse de un trabajo preliminar en animales y con un solo gen modelo, la innovadora estrategia podría abrir nuevas puertas hacía terapias de diagnóstico que incluyen, a su vez, un tratamiento específico para cada cáncer.
En definitiva, la batalla contra el cáncer continúa. No le damos respiro. Lo que parece indiscutible es que, para seguir avanzando hacia terapias más efectivas y diagnósticos más tempranos, es fundamental aunar el conocimiento y esfuerzo de expertos de diferentes disciplinas científicas y tecnológicas.
