Los pacientes con c\u00e1ncer en etapa avanzada a menudo tienen que soportar m\u00faltiples rondas de diferentes tipos de tratamiento, lo que puede causar efectos secundarios no deseados y no siempre ayudar. Con la esperanza de ampliar las opciones de tratamiento para esos pacientes, los investigadores del MIT han dise\u00f1ado part\u00edculas diminutas que se pueden implantar en el lugar del tumor, donde administran dos tipos de terapia: calor y quimioterapia.<\/p>\n\n\n\n
Este enfoque podr\u00eda evitar los efectos secundarios que a menudo ocurren cuando la quimioterapia se administra por v\u00eda intravenosa, y el efecto sin\u00e9rgico de las dos terapias puede extender la vida del paciente m\u00e1s que si se administra un tratamiento a la vez. En un estudio con ratones, los investigadores demostraron que esta terapia elimin\u00f3 por completo los tumores en la mayor\u00eda de los animales y prolong\u00f3 significativamente su supervivencia.<\/p>\n\n\n\n
“Uno de los ejemplos en los que esta tecnolog\u00eda en particular podr\u00eda ser \u00fatil es tratar de controlar el crecimiento de tumores de crecimiento muy r\u00e1pido”, dice Ana Jaklenec, investigadora principal del Instituto Koch para la Investigaci\u00f3n Integral del C\u00e1ncer del MIT. “El objetivo ser\u00eda conseguir cierto control sobre estos tumores para los pacientes que realmente no tienen muchas opciones, y esto podr\u00eda prolongar su vida o al menos permitirles tener una mejor calidad de vida durante este per\u00edodo”.<\/p>\n\n\n\n
Jaklenec es uno de los autores principales del nuevo estudio, junto con Angela Belcher, profesora de Ingenier\u00eda Biol\u00f3gica y Ciencia e Ingenier\u00eda de Materiales de James Mason Crafts y miembro del Instituto Koch, y Robert Langer, profesor del Instituto MIT y miembro del Instituto Koch. Maria Kanelli, ex investigadora postdoctoral del MIT, es la autora principal del art\u00edculo, que aparece en la revista ACS Nano.<\/p>\n\n\n\n
Doble terapia Los enfoques actuales de la fototerapia en ensayos cl\u00ednicos utilizan nanopart\u00edculas de oro, que emiten calor cuando se exponen a la luz infrarroja cercana. El equipo del MIT quer\u00eda encontrar una forma de administrar fototerapia y quimioterapia juntas, ya que pensaban que podr\u00eda facilitar el proceso de tratamiento para el paciente y tambi\u00e9n podr\u00eda tener efectos sin\u00e9rgicos. Decidieron utilizar un material inorg\u00e1nico llamado sulfuro de molibdeno como agente fototerap\u00e9utico. Este material convierte la luz l\u00e1ser en calor de manera muy eficiente, lo que significa que se pueden utilizar l\u00e1seres de baja potencia.<\/p>\n\n\n\n Para crear una micropart\u00edcula que pudiera administrar ambos tratamientos, los investigadores combinaron nanol\u00e1minas de disulfuro de molibdeno con doxorrubicina, un f\u00e1rmaco hidr\u00f3filo, o violace\u00edna, un f\u00e1rmaco hidr\u00f3fobo. Para crear las part\u00edculas, el disulfuro de molibdeno y el quimioterap\u00e9utico se mezclan con un pol\u00edmero llamado policaprolactona y luego se secan hasta formar una pel\u00edcula que se puede prensar para formar micropart\u00edculas de diferentes formas y tama\u00f1os.<\/p>\n\n\n\n Para este estudio, los investigadores crearon part\u00edculas c\u00fabicas con un ancho de 200 micr\u00f3metros. Una vez inyectadas en el sitio del tumor, las part\u00edculas permanecen all\u00ed durante todo el tratamiento. Durante cada ciclo de tratamiento, se utiliza un l\u00e1ser externo de infrarrojo cercano para calentar las part\u00edculas. Este l\u00e1ser puede penetrar hasta una profundidad de unos pocos mil\u00edmetros o cent\u00edmetros, con un efecto local sobre el tejido.<\/p>\n\n\n\n “La ventaja de esta plataforma es que puede actuar a demanda de forma puls\u00e1til”, dice Kanelli. “Se administra una vez a trav\u00e9s de una inyecci\u00f3n intratumoral y luego, utilizando una fuente l\u00e1ser externa, se puede activar la plataforma, liberar el f\u00e1rmaco y, al mismo tiempo, lograr la ablaci\u00f3n t\u00e9rmica de las c\u00e9lulas tumorales”.<\/p>\n\n\n\n Para optimizar el protocolo de tratamiento, los investigadores utilizaron algoritmos de aprendizaje autom\u00e1tico para determinar la potencia del l\u00e1ser, el tiempo de irradiaci\u00f3n y la concentraci\u00f3n del agente fototerap\u00e9utico que dar\u00eda los mejores resultados. Eso los llev\u00f3 a dise\u00f1ar un ciclo de tratamiento l\u00e1ser que dura unos tres minutos. Durante ese tiempo, las part\u00edculas se calientan a unos 50\u00b0C, que es lo suficientemente caliente como para matar las c\u00e9lulas tumorales. Tambi\u00e9n a esta temperatura, la matriz de pol\u00edmero dentro de las part\u00edculas comienza a derretirse, liberando parte del f\u00e1rmaco de quimioterapia contenido en la matriz.<\/p>\n\n\n\n “Este sistema l\u00e1ser optimizado mediante aprendizaje autom\u00e1tico realmente nos permite implementar quimioterapia localizada de dosis baja aprovechando la penetraci\u00f3n profunda de la luz infrarroja cercana en el tejido para una terapia fotot\u00e9rmica puls\u00e1til a demanda. Este efecto sin\u00e9rgico da como resultado una baja toxicidad sist\u00e9mica en comparaci\u00f3n con los reg\u00edmenes de quimioterapia convencionales”, afirma Neelkanth Bardhan, cient\u00edfico investigador de Break Through Cancer en el Laboratorio Belcher y segundo autor del art\u00edculo.<\/p>\n\n\n\n Eliminaci\u00f3n de tumores “Esta es una demostraci\u00f3n poderosa de la utilidad de los sistemas de materiales sensibles al infrarrojo cercano”, dice Belcher, quien junto con Bardhan, ha trabajado anteriormente en sistemas de im\u00e1genes de infrarrojo cercano para aplicaciones de diagn\u00f3stico y tratamiento en c\u00e1ncer de ovario. “Controlar la liberaci\u00f3n del f\u00e1rmaco a intervalos cronometrados con luz, despu\u00e9s de una sola dosis de inyecci\u00f3n de part\u00edculas, es un cambio radical para opciones de tratamiento menos dolorosas y puede conducir a un mejor cumplimiento del paciente”.<\/p>\n\n\n\n En los ratones que recibieron este tratamiento, los tumores se erradicaron por completo y los ratones vivieron mucho m\u00e1s que los que recibieron quimioterapia o fototerapia solas, o ning\u00fan tratamiento. Los ratones que se sometieron a los tres ciclos de tratamiento tambi\u00e9n se comportaron mucho mejor que los que recibieron un solo tratamiento con l\u00e1ser.<\/p>\n\n\n\n El pol\u00edmero utilizado para fabricar las part\u00edculas es biocompatible y ya ha sido aprobado por la FDA para su uso en dispositivos m\u00e9dicos. Los investigadores esperan ahora probar las part\u00edculas en modelos animales m\u00e1s grandes, con el objetivo de evaluarlas en ensayos cl\u00ednicos. Esperan que este tratamiento pueda ser \u00fatil para cualquier tipo de tumor s\u00f3lido, incluidos los tumores metast\u00e1sicos.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Los pacientes con tumores avanzados suelen someterse a una combinaci\u00f3n de tratamientos, que incluyen quimioterapia, cirug\u00eda y radiaci\u00f3n. La fototerapia es un tratamiento m\u00e1s nuevo que implica implantar o inyectar part\u00edculas que se calientan con un l\u00e1ser externo, lo que aumenta su temperatura lo suficiente como para matar las c\u00e9lulas tumorales cercanas sin da\u00f1ar otros tejidos.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Los investigadores probaron el tratamiento con micropart\u00edculas en ratones a los que se les inyect\u00f3 un tipo agresivo de c\u00e9lulas cancerosas de tumores de mama triple negativos. Una vez formados los tumores, los investigadores implantaron unas 25 micropart\u00edculas por tumor y luego realizaron el tratamiento con l\u00e1ser tres veces, con tres d\u00edas entre cada tratamiento.<\/p>\n\n\n\n