W.El cáncer de pollo toma el control del metabolismo de la célula, remodelándola en pos de su crecimiento.1 Las células cancerosas desactivan los procesos celulares que no cumplen este objetivo. En un nuevo estudio de investigación publicado en la revista nanotecnología natural, Los investigadores han descubierto que revitalizar esas vías inactivas suprime la propagación del cáncer.2 Los hallazgos podrían presagiar nuevos tratamientos que se dirijan a las células cancerosas de manera más eficaz.
Dayong Jin, científico de materiales de la Universidad Tecnológica de Sydney y coautor del estudio, aborda grandes problemas científicos utilizando las herramientas más pequeñas disponibles: las nanopartículas. Anteriormente, Jin utilizó nanopartículas para observar el interior de la médula ósea y detectar pequeñas moléculas liberadas por las células cancerosas.3,4 Su último estudio fue aún más ambicioso; Quería saber si las diminutas nanoestructuras podrían tratar el cáncer.
Su equipo se inspiró en investigaciones anteriores sobre cánceres de hígado y riñón, donde los investigadores manipularon el metabolismo de las células cancerosas para restaurar procesos celulares saludables y restringir el crecimiento. 5 Jin se preguntó si un sistema de administración basado en nanopartículas podría alterar fácilmente el funcionamiento interno de las células cancerosas. Para sus experimentos, el equipo de Jin se centró en el cáncer de piel. Para redirigir su energía hacia la proliferación celular, las células de melanoma ralentizan la producción de la molécula de pigmento melanina. El primer desafío que enfrentó el equipo de Jin fue encontrar una manera de acelerar la producción de melanina.
Las intervenciones que cambian la forma en que funcionan los procesos internos de la célula a menudo se dirigen a las enzimas metabólicas. Desarrollar activadores enzimáticos es un proceso complicado y los fármacos resultantes a menudo se eliminan del cuerpo antes de que surtan efecto.6 Otra opción es identificar y poner a disposición los nutrientes que utiliza la célula durante la producción de melanina. En las células de la piel, el aminoácido tirosina es un componente importante de la síntesis de melanina, pero es difícil llevar aminoácidos a células específicas.7 Aquí es donde sobresale la nanotecnología.
«Diseñamos una forma natural de tirosina para crear una estructura de minicélulas», dijo Jin. Estas minicélulas, también conocidas como nanomicelas, son pequeñas esferas de unos 60 nanómetros de diámetro que pueden atravesar fácilmente las membranas celulares de células cancerosas cultivadas de ratón o de origen humano. Después de tres días de incubación, Jin y su equipo descubrieron que los niveles de melanina en las células objetivo aumentaban seis veces en comparación con las células de control no expuestas a las minicélulas.
Las células cancerosas, que ahora bombeaban melanina, pronto se quedaron sin energía; Análisis adicionales mostraron que una mayor densidad de minicélulas reducía la probabilidad de que las células cancerosas se propagaran.
Para probar sus minicélulas en un sistema vivo, los investigadores utilizaron un modelo de melanoma en ratón. La primera vez que inyectó las minicélulas por vía intravenosa pensó que algo andaba mal. Los tumores eran de color más oscuro, lo que llevó al equipo a pensar que el cáncer era más agresivo. Después de todo, como señaló Jin, melanoma significa «tumor negro».
En cambio, los investigadores encontraron que los tonos más oscuros de los tumores indican una mayor producción de melanina y muerte de las células cancerosas. Después de 50 días de tratamiento, las minicélulas aceleraron el crecimiento vertiginoso del tumor y prolongaron significativamente la supervivencia.
Todas estas son características de un tratamiento exitoso, pero los tratamientos contra el cáncer rara vez se ofrecen en la medicina moderna, señaló el biólogo celular Navdeep Chandel de la Universidad Northwestern, que no participó en el estudio.
Jin y sus colegas decidieron probar una terapia combinada de minicélulas y un tratamiento experimental llamado terapia fototérmica, que explota los niveles de melanina recientemente aumentados en los tumores. Dispararon un láser infrarrojo de 808 nanómetros a los tumores de los ratones durante seis días, cinco minutos al día. La melanina absorbe la luz y calienta las células tumorales. La técnica, dice Jin, erradicó los tumores sin dañar el tejido normal circundante y aumentó las tasas de supervivencia en comparación con la terapia con minicélulas.
Chandel dijo que los resultados son prometedores, pero que se necesita más trabajo. «Quiero verlo, en primer lugar, en múltiples modelos de ratón y, en segundo lugar, quiero verlo con la terapia de atención estándar», dijo.
Los tratamientos estándar, como la radioterapia o la quimioterapia, pueden interactuar negativamente con los nuevos métodos. Por ejemplo, la quimioterapia provoca que el estrés oxidativo destruya las células tumorales, pero los ensayos clínicos han demostrado que la terapia antioxidante reduce la eficacia de la quimioterapia.8
De cara al futuro, Jin espera que las minicélulas puedan incorporarse en intervenciones en etapas tempranas, antes de que sea necesaria la quimioterapia o la radioterapia. «Si podemos prevenir el cáncer… no tenemos que preocuparnos por las opciones limitadas de tratamiento», concluyó.