13 de marzo del 2017

“Engañamos al organismo para poder usar las nanopartículas como un tratamiento”

Jesús Martínez de la Fuente

Investigador del Instituto de Ciencias de Materiales de Aragón, CSIC/Universidad de Zaragoza, España

Parte de la Fontana de Trevi en Italia está cubierta por nanopartículas de óxido de titanio. Con la misma tecnología con que se protegen antiguos papiros de los hongos, el grupo de investigación del Dr. Jesús Martínez de la Fuente busca evitar que crezcan algas en ese famoso monumento italiano. Esta vez ha visitado la PUCP a propósito de un proyecto bilateral con el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la institución pública más grande de investigación en España, para diseñar nanopartículas para el tratamiento de distintas enfermedades, entre ellas el cáncer y las células tumorales.

En su investigación, ¿cuál es la relación entre los carbohidratos y las células tumorales?

Los carbohidratos son los azúcares, la glucosa. En los últimos años se ha descubierto que tienen una función muy importante en la identificación de células. Las células en su superficie tienen muchos azúcares que las identifican como una seña de identidad. Las células tumorales, por ejemplo, tienen una distinta presentación y composición de carbohidratos.

¿Cómo funcionan en el tratamiento de tumores?

El carbohidrato lo utilizamos para engañar al sistema inmune y esconder nuestras nanopartículas de manera que parezcan un ente natural. Usamos glucosa porque es una de las principales fuentes de alimentación y de energía de las células. Las células tumorales, como crecen muy rápido, necesitan más glucosa. Si ponemos más de ella sobre las nanopartículas, van a internalizarlas.

¿Qué sucede una vez que una nanopartícula está en el organismo?

Cuando hay algún agente extraño a la célula, lo primero que hace esta es aislarlo en una especie de bolsa. Después, lo internaliza para destruirlo. Hemos visto en el laboratorio que una nanopartícula funcionalizada con glucosa pasa al interior de la célula por mecanismos diferentes a los usados para agentes extraños. Como la glucosa es una molécula natural, la célula la reconoce como algo propio del organismo. Engañamos al organismo para usar las nanopartículas como un tratamiento.

¿Qué tienen estas nanopartículas que las hace útiles para la eliminación de las células tumorales?

Una de las razones es el tamaño. Las biomoléculas están en escala nanométrica así que las nanopartículas pueden interaccionar con otras de su mismo tamaño. Asimismo, la materia cuando está en estado nanométrico tiene propiedades físicas diferentes. Eso hace que el oro en suspensión pueda tener cualquier color del arco iris. Esas propiedades ópticas que tiene la materia en tamaño nanométrico las podemos utilizar en diagnóstico y terapia.

¿Cuál es el procedimiento?

Las nanopartículas de oro se pueden calentar si irradiamos con una luz láser en una determinada longitud de onda. Entonces, absorben esa luz y la transforman en calor. Las células tumorales son más sensibles al calor que las células sanas. De esa manera podemos dirigir la nanopartícula a una zona tumoral e irradiar con un láser en la zona donde queremos destruir el tumor. Con eso conseguiríamos generar efecto solo donde se cumplan ambas condiciones. Además, el oro es biocompatible, no da un problema de toxicidad.

¿Hay riesgos con este tratamiento?

Son moléculas “nuevas” para el organismo, pero en realidad convivimos con ellas. El 90% de las nanopartículas que existen en el mundo son de origen natural. Toda investigación con nanomateriales conlleva un estudio toxicológico de acumulación, biodistribución, eliminación. Estudiamos desde que se inyecta, dónde se localiza, cómo se elimina, cuánto tiempo tarda en eliminarse o si es tóxico el subproducto que surge de esa degradación. También hay que ser conscientes de que pueden pasar entre 15 y 20 años, desde que un nuevo posible medicamento se desarrolla hasta que salga al mercado, para probar que es seguro para la salud.

¿Entonces falta mucho para poder utilizarlo cotidianamente?

El salto entre la investigación en el laboratorio y la traslación al paciente es muy duro. Ahora tendríamos que hacer los estudios de biodistribución y toxicidad para probar en organismos más complejos y luego, una vez que las agencias reguladoras nos lo permitan, probar en humanos. Pasa mucho tiempo y falta mucho dinero.

¿Cuáles son las perspectivas a futuro sobre este tratamiento?

Por las películas de ciencia ficción se tiene la idea de que la nanotecnología puede ser peligrosa. Sin embargo, puede llegar a revolucionar los nuevos tratamientos y diagnósticos. Lo ideal es generar sistemas que nos permitan todo en uno: el diagnóstico, el tratamiento y poder monitorizar en tiempo real. Creo que el ideal que todo nanotecnólogo de biomedicina tiene es la detección temprana y el tratamiento más selectivo y eficaz posible, para minimizar los efectos secundarios.

¿PARA QUÉ NOS VISITÓ?
Evento: Charla “Diseño y síntesis de nanopartículas de oro para terapia y diagnóstico”
Organizador: Departamento de Ciencias – Sección Química

 

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