Una molécula nanotecnológica quema células cancerígenas sin dañar las sanas

Investigadores norteamericanos han probado con éxito un novedoso tratamiento contra el cáncer que ataca a las células cancerígenas directamente, matándolas sin dañar los tejidos sanos que las rodean.

Según informa un comunicado del Centro Médico de la Universidad Southwestern de Tejas, en Estados Unidos, centro en el que se está realizando la presente investigación, la técnica ha podido desarrollarse gracias a la nanotecnología, que es un campo de las ciencias aplicadas dedicado al control y manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro, es decir, a nivel de átomos y moléculas.

Los científicos de dicho centro, en colaboración con expertos en nanotecnología de la UT Dallas, adhirieron anticuerpos buscadores de células cancerígenas a nanotubos de carbono.

Después, éstos fueron calentados por exposición a radiación infrarroja, emitiendo un calor que quemó directamente dichas células.

Anticuerpos especializados

Los anticuerpos utilizados por los científicos fueron unas moléculas biológicas denominadas anticuerpos monoclonales, que se aglutinan alrededor de las células tumorales.

Estos anticuerpos monoclonales se llaman así porque son producidos por un solo tipo de célula del sistema inmune, es decir, que todos los clones proceden de una sola célula madre, y tienen la característica de que son capaces de erradicar ciertas infecciones y destruir células, incluidas las cancerígenas, mediante distintos mecanismos.

Además, pueden “trabajar” solos o ser adheridos a medicamentos anti-cáncer muy potentes, como los radioisótopos, para suministrar a las células cancerígenas cualquier “carga explosiva” una vez pegados a ellas.

Los científicos del Centro Médico de la Universidad Southwestern, dirigidos por la doctora Ellen Vitetta, combinaron estos anticuerpos con los nanotubos de carbono para formar una estructura molecular que, calentada con radiación infrarroja “frió” las células cancerígenas en cultivo.

Tejidos sanos a salvo

Los nanotubos son estructuras tubulares, cuyo diámetro es del orden de un nanómetro (milmillonésima parte de un metro). Según han publicado los investigadores en un artículo aparecido en la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS, los nanotubos de carbono utilizados fueron de una sola pared, y emitían calor cuando absorbían la energía de la radiación infrarroja cercana.

Los tejidos del organismo son relativamente transparentes para este tipo de radiación, lo que sugirió a los científicos que dirigiendo los nanotubos de carbono hacia las células cancerígenas (gracias a los anticuerpos monoclonales), para a continuación someterlos a una exposición no invasiva a la radiación infrarroja (infrarrojo cercano, 0,78-1,1 µm), se podrían eliminar las células cancerígenas (con el calor que desprendieran los propios nanotubos).

Esta radiación, que es invisible al ojo humano, es la misma que se utiliza en los mandos a distancia de las televisiones, por ejemplo. La radiación infrarroja cercana puede penetrar los tejidos humanos a una profundidad de 1,30 centímetros aproximadamente.

Resultados exitosos

En cultivos de células cancerígenas de linfoma (de cáncer del sistema linfático), los nanotubos recubiertos con los anticuerpos monoclonales se adhirieron a dichas células cancerígenas. Cuando estas células fueron expuestas a la radiación, los nanotubos se calentaron, generando el calor necesario para quemar las células enfermas y matarlas.

Vitetta, que es la directora del Cancer Immunobiology Center de Southwestern, declaró que “la utilización de la radiación infrarroja cercana para la inducción de la hipertermia es particularmente atractiva porque los tejidos vivos no absorben fuertemente las radiaciones en este rango”.

“Una vez que los nanotubos de carbono se adhieren a las células tumorales, una fuente externa de radiación infrarroja cercana puede usarse para penetrar de manera segura en los tejidos normales y dañar sólo las células de los tumores”, afirmó la investigadora.

De hecho, el objetivo de esta investigación era demostrar que se puede matar de manera específica estas células. El uso de nanotubos de carbono para destruir las células cancerigenas está siendo estudiado actualmente por diversos grupos de investigación, pero la doctora Vitetta y su equipo han conseguido, por vez primera, demostrar que tanto los anticuerpos como los nanotubos de carbono pueden maneter sus propiedades físicas y su funcionalidad (acoplarse y acabar con las células cancerígenas).

Esto funcionó así incluso cuando la molécula nanotubo-anticuerpo fue utilizada en un medio diseñado para imitar las condiciones interiores del organismo humano.

Futuros tratamientos

Las aplicaciones biomédicas de las nanopartículas cada vez atraen más la atención de científicos clínicos. Aún quedan grandes obstáculos por superar, como la posibilidad de que los nanomateriales puedan dañar no sólo las células enfermas sino también las sanas del organismo.

Por esa razón, aún queda mucho camino por recorrer. La investigación de Ellen Vitetta y su equipo supone un paso más adelante en esta dirección, en la que se han enmarcado otras investigaciones.

Entre ellas, por ejemplo, la de un equipo del MIT que desarrolló en 2007 nanopartículas dirigidas por control remoto para curar tumores que eran sensibles al calor y que podían insertar medicamentos –que llevaban pegados con hebras de ADN- en las células cancerígenas, tras la aplicación de un ligero campo magnético.

También en 2007, tal como informamos en otro artículo, un equipo de científicos del Howard Hughes Medical Institute, de Estados Unidos, consiguió crear en laboratorio una molécula sintética capaz de inducir al suicidio a las células cancerígenas.

Dos años antes, en 2005, científicos de la Universidad de Standford utilizaron los nanotubos para destruir células cancerígenas sin dañar tejidos sanos, también utilizando radiación infrarroja cercana emitida con un láser. Estos nanotubos fueron insertados entonces en las células y calentados por dicha radiación, lo que provocó la emisión de calor que acabó con los tumores.

La diferencia de esta investigación con la de Vitetta radica en que los investigadores de Standford no incluyeron anticuerpos en sus nanotubos, sino que los recubieron con moléculas de ácido fólico porque las células cancerígenas están recubiertas con receptores de esta vitamina. De esta forma, se aseguraron que los nanotubos fueran atraídos por los tumores.

Diversos estudios han señalado que se prevé que los sistemas de administración de medicinas desarrollados con la nanotecnología aporten grandes mejoras en el tratamiento de enfermedades, y no sólo del cáncer (en cuyo caso se evitaría la destrucción de células sanas y enfermas que ocasiona la quimioterapia), sino también de la diabetes y las dolencias neurológicas.

Se cree que, en un futuro, las aplicaciones de la nanotecnología revolucionarán la medicina, abriendo posibilidades sorprendetes en cirugía y en lo que se refiere a prevención de enfermedades.