Por: Vahé Nerguizian
El cáncer se transporta de un órgano a otro mediante burbujas invisibles. Comprender estos mensajeros microscópicos podría cambiar la lucha contra la metástasis. Prevenir que el cáncer se propague por todo el cuerpo es el objetivo de nuestro equipo en el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Escuela de Tecnología Superior (ÉTS). En colaboración con la profesora Julia Burnier y especialistas en biología del Instituto de Investigación del Centro de Salud de la Universidad McGill, estamos trabajando para comprender cómo los cánceres se transforman en metástasis; en otras palabras, cómo invaden otros órganos.
Durante aproximadamente ocho años, mi equipo ha estado estudiando nanopartículas lipídicas, que apenas miden 100 nanómetros y son invisibles a simple vista. Nuestra primera tarea es comprender la ruta de la metástasis. Después, intentamos determinar diferentes maneras de inyectar fármacos en el cuerpo.
Las nanopartículas lipídicas, como los liposomas, se diferencian de los tratamientos convencionales contra el cáncer porque administran los fármacos directamente a las células tumorales. Esto aumenta su eficacia y reduce la toxicidad en comparación con la quimioterapia convencional.
Los investigadores han demostrado que los liposomas atacan los tumores de forma más eficaz y reducen los efectos secundarios, mientras que otros han observado que estas nanomedicinas mejoran la penetración y la especificidad del tratamiento, especialmente en el caso de las metástasis. Estos resultados confirman que las nanomedicinas pueden hacer que los tratamientos contra el cáncer sean más específicos, más efectivos y mejoren su tolerabilidad.
Pequeñas partículas responsables de la propagación
Cada célula de nuestro cuerpo, ya sea sana o cancerosa, libera diminutas partículas llamadas vesículas extracelulares. Estas pequeñas burbujas, compuestas de lípidos y proteínas, también contienen información genética.
Cuando una célula cancerosa libera sus vesículas en el torrente sanguíneo y estas se transfieren a una célula sana, pueden alterar su ADN y convertirla en una célula cancerosa. Así es como el cáncer se propaga a otros órganos, como el hígado. Este mecanismo es la base de la metástasis.
El problema es que extraer y estudiar estas vesículas naturales es un proceso largo y complejo. Para acelerar nuestra investigación, mi equipo produce copias artificiales llamadas liposomas mediante pequeños dispositivos llamados micromezcladores.
Al mezclar diferentes soluciones (lípidos, proteínas, agua y etanol), nuestro equipo de investigación crea partículas que se asemejan a vesículas naturales. El reto consiste entonces en comprender qué lípidos y proteínas contienen las vesículas extracelulares para producir liposomas.
Luego inyectamos estos liposomas en células de cáncer de hígado para observar su reacción. Cuanto más retienen las células estas partículas, más se demuestra que las copias imitan bien la realidad.
En un experimento típico, se fabrican liposomas con parámetros precisos para reproducir el tamaño y la carga de las vesículas extracelulares. También se hacen visibles mediante su tinción con un marcador fluorescente.
Estos liposomas se incuban posteriormente con células cancerosas cultivadas en nuestro laboratorio. Esto permite filmar y medir, en tiempo real y sin perturbar las células, cómo y a qué velocidad las células cancerosas absorben y expresan los liposomas.
Nuestros resultados muestran que cuanto más se asemejan los liposomas a las vesículas naturales en tamaño y carga, mayor es su eficacia de absorción. Esto nos permite observar cómo su composición química y física influye en su absorción celular y su posible papel en el desarrollo tumoral.
Observando el comportamiento de los liposomas
Nuestro objetivo es comprender cómo estas vesículas extracelulares se transportan a las células hepáticas para crear metástasis. El principal reto es garantizar que estos liposomas puedan imitar fielmente las vesículas extracelulares.
Actualmente estamos logrando una eficiencia del 50% en la encapsulación de proteínas. Nuestro objetivo es aumentarla al 90%. Esperamos que esto nos permita explicar cómo se forman las metástasis para poder bloquearlas. Una vez perfeccionada la técnica, nuestro equipo realizará pruebas en ratas.
A largo plazo, este trabajo podría ser un punto de inflexión para muchos pacientes, al prevenir la formación de metástasis y aumentar sus posibilidades de supervivencia. Nuestro objetivo: comprender y bloquear las metástasis.
Hacia nuevos tratamientos
Nuestro equipo busca no sólo comprender el proceso, sino también desarrollar nuevas armas contra el cáncer. La idea es utilizar estos liposomas como pequeñas lanzaderas que puedan transportar fármacos directamente a las células cancerosas.
Los diámetros de los liposomas varían según el órgano canceroso a tratar. Por lo tanto, es fundamental caracterizar y comprender adecuadamente sus propiedades.
Por ejemplo, los investigadores están probando actualmente la encapsulación de la cúrcuma, estudiada por sus propiedades anticancerígenas. Nuestro equipo está haciendo lo mismo para observar cómo reaccionan las células cancerosas a estos liposomas. Se cree que la cúrcuma, y más específicamente la curcumina que contiene, ayuda a combatir el cáncer al retardar el crecimiento de las células tumorales y promover su destrucción por parte del cuerpo.
Numerosos estudios han confirmado sus efectos antiinflamatorios y antioxidantes, que pueden potenciar la eficacia de los tratamientos contra el cáncer. Al encapsular la cúrcuma en liposomas, mejoramos su capacidad para alcanzar y atacar las células enfermas.
Descubriendo el secreto de la propagación del cáncer
Además de esta molécula, otras moléculas como el paclitaxel ya se utilizan en tratamientos contra el cáncer en forma liposomal. El paclitaxel encapsulado mejora la administración y la tolerancia del fármaco.
También existen estrategias innovadoras que utilizan liposomas para transportar pequeños fragmentos de ADN o anticuerpos que actúan como mensajeros, lo que ayuda al cuerpo a detectar y combatir mejor las células enfermas. Estos enfoques han sido validados en varios estudios científicos y ya se están utilizando en ciertos tratamientos contra el cáncer, y cada año se producen nuevos avances para mejorar su eficacia y seguridad.
Mediante el uso de liposomas para replicar las vesículas naturales del cuerpo que emanan de las células cancerosas, nuestro equipo espera desvelar el secreto de la propagación del cáncer y determinar estrategias eficaces para detenerlo. Nuestra investigación allana el camino para tratamientos más específicos que puedan prevenir la metástasis y mejorar la supervivencia de los pacientes.
Este artículo es una traducción de otro publicado en The Conversation. Puedes leer el texto original haciendo clic aquí.