Investigación sobre nanopartículas para optimizar terapia contra el cáncer adquiere equipamiento único en la Región del Biobío

El cáncer es una de las principales causas de muerte a nivel mundial, con una cifra anual de casi 10 millones de fallecimientos. Las proyecciones indican que para 2030 esta cifra aumentará a 13 millones. El tratamiento para quienes enfrentan el diagnóstico es complejo.

Frente a esto, el doctor en Ciencias con mención en Química y académico de la Universidad Andrés Bello sede Concepción, Luis Barraza, Investigador responsable de un proyecto Fondecyt de Iniciación (11200611) se encuentra trabajando, precisamente, en el desarrollo de nuevas nanopartículas (NPs) fotosensibles que permitan avanzar en la calidad del tratamiento del cáncer a través de una terapia combinada conocida como terapia quimio-fotodinámica (quimio-TFD).

Hasta hoy, dice el académico, la quimioterapia y la radioterapia son las estrategias más utilizadas y su eficacia ha sido altamente mejorada. Sin embargo, persisten problemas en ambos métodos. En la primera son efectos secundarios graves y quimiorresistencia, mientras que la radioterapia es restringida debido a la dosis acumulativa de radiación.

La quimioterapia y la radioterapia son las estrategias más utilizadas y su eficacia ha sido altamente mejorada. Sin embargo, persisten problemas en ambos métodos.

Objetivos y avances del proyecto

Para subsanar estas limitaciones, plantea el trabajo que lo llevó a adjudicarse este fondo, un enfoque novedoso consiste en utilizar una terapia combinada, que implica usar dos o más medicamentos a la vez o combinar distintos tratamientos que potencien los efectos quimioterapéuticos. “En este sentido, la combinación de la quimioterapia convencional y terapia fotodinámica (quimio-TFD) representa una estrategia eficaz para superar las limitaciones de la terapia única”.

Sin embargo, en este método nuevamente aparecen efectos indeseados, asociados a la escasa acumulación de fármacos y fotosensibilizadores en el sitio tumoral tras la administración, lo que limita su uso clínico. Es aquí donde la iniciativa del Dr. Barraza podría abrir nuevas perspectivas.

Por eso dice Barraza que “El objetivo principal del proyecto es obtener nanopartículas que sean capaces de actuar como transportadoras de fármacos contra el cáncer, y que, a su vez, que puedan “matar” celulas cancerígenas mediante la irradiación con luz visible (fotodinámica), de esta forma estaríamos atacando los tumores mediante 2 mecanismos diferentes, los cuales esperamos que presenten sinergismo”.

“Pero antes de cumplir con el objetivo principal del proyecto, primero debemos caracterizar acabadamente las NPs, esto significa que tenemos conocer su tamaño, forma, estabilidad, entre otras, y luego analizar su capacidad de carga farmacológica y capacidad de generar especies reactivas de oxígeno (ROS)”.

El objetivo principal del proyecto es obtener nanopartículas que sean capaces de actuar como transportadoras de fármacos contra el cáncer, y que, a su vez, que puedan “matar” celulas cancerígenas».

Nuevo equipamiento

En este sentido –los fondos que entrega el proyecto han sido de gran relevancia para la etapa inicial, para la adquisición, recientemente, de un instrumento científico de última generación: un Zetasizer Advance de Malven Panalytical, Inglaterra, con características y una versatilidad que lo hacen único en la región del Bíobío. “Gracias a que contamos con este instrumento hemos podido realizar la caracterización de las nanopartículas y junto con ello, nos permitirá colaborar con colegas de la región que trabajen en la línea de nanomateriales”.

Desde la empresa fabricante explican que los instrumentos de la familia Zetasizer se utilizan para medir el tamaño de las partículas de los sistemas dispersos desde subnanométricos hasta de varios micrómetros de diámetro, con la técnica de dispersión de luz dinámica (DLS, del inglés Dynamic Light Scattering). También se utilizan para analizar la movilidad y carga de las partículas (potencial zeta) con la técnica de dispersión de luz electroforética (ELS, del inglés Electrophoretic Light Scattering) y el peso molecular de las partículas en la solución mediante el uso de dispersión de luz estática (SLS, del inglés Static Light Scattering).

“Gracias a que contamos con este instrumento hemos podido realizar la caracterización de las nanopartículas y junto con ello, nos permitirá colaborar con colegas de la región que trabajen en la línea de nanomateriales”.

 

Resultados prometedores

La investigación se centra en un laboratorio al interior de la sede ubicada en Talcahuano, comuna que se vio afectada por largos periodos de confinamiento, entre las etapas 1 y 2 del plan Paso a Paso, lo que impactó fuertemente las horas de dedicación al trabajo experimental.

Sin embargo, señala el responsable de este trabajo, “Hemos avanzado y obtenido resultados auspiciosos en el último mes. Por ejemplo, ya sabemos que una de las familias de NPs que obtuvimos son monodispersas y estables en condiciones fisiológicas, ambos parámetros necesarios para la aplicación de NPs en biomedicina. Por otro lado, hemos observado que la formación de las NPs con uno de los colorantes que empleamos como fotosensibilizador, conlleva a un aumento del 20-25% en la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), respecto del colorante libre. Este resultado es excelente, ya que que presisamente estas ROS son las encargadas de atacar las células cancerígenas”.

El desafío ahora es evaluar su capacidad de carga farmacológica, la cinética de liberación de drogas y la capacidad de generar ROS cuando se encuentran cargadas con fármacos.

La etapa final del proyecto consiste en evaluar la capacidad de estas nanopartículas cargadas de fármacos en ensayos de citotoxicidad empleando para ello algunos modelos celulares de cáncer.  De tener éxito, estas NPs permitirán reducir las dosis suministradas, así como los efectos segundarios de la quimioterápia convencional, por tanto, a una mayor efectividad de la terapia contra esta enfermedad que afecta a millones de personas en todo el mundo.

“Hemos avanzado y obtenido resultados auspiciosos en el último mes. Por ejemplo, ya sabemos que una de las familias de NPs que obtuvimos son monodispersas y estables en condiciones fisiológicas»

Algunas cifras de Interés

De acuerdo a las cifras publicadas por la Organización Mundial de la Salud, durante 2020 hubo 10 millones de muertes y los casos más comunes fueron:

• de mama (2,26 millones de casos);
• pulmonar (2,21 millones de defunciones)
• colorrectal (1,93 millones de casos);
• de próstata (1,41 millones de casos);
• de piel (no melanoma) (1,20 millones de casos); y
• gástrico (1,09 millones de casos)

Los tipos de cáncer que causaron un mayor número de fallecimientos en 2020 fueron los siguientes:

• pulmonar (1,8 millones de defunciones)
• colorrectal (935 000 muertes);
• hepático (830 000 defunciones);
• gástrico (769 000 defunciones) y
• de mama (685 000 defunciones)