En la constante búsqueda de tratamientos menos invasivos y más efectivos contra el cáncer, un equipo de ingenieros y científicos de la Universidad de Notre Dame ha desarrollado una tecnología que podría transformar el panorama del tratamiento oncológico, especialmente para los cánceres que se localizan en áreas de difícil acceso del cuerpo.

Ciertos tipos de luz han demostrado ser un tratamiento efectivo y mínimamente invasivo para los cánceres localizados en la piel o cerca de ella, siempre que se utilicen en combinación con un fármaco activado por luz. Sin embargo, los cánceres más profundos, que están rodeados de tejidos, sangre y hueso, han sido inaccesibles para los beneficios terapéuticos de la luz debido a su incapacidad para penetrar estas barreras.

Para extender los beneficios de la luz a estos cánceres menos accesibles, el equipo de la Universidad de Notre Dame ha desarrollado un innovador dispositivo LED inalámbrico que puede ser implantado directamente en el tumor. Este dispositivo, en conjunción con un tinte fotosensible, no sólo logra destruir las células cancerígenas, sino que también activa la respuesta del sistema inmunológico para combatir el cáncer, marcando un avance significativo en el tratamiento de los cánceres más desafiantes y profundos.

«Ciertos colores de luz penetran en el tejido más profundamente que otros. Resulta que el tipo de luz, en este caso verde, que no penetra tan profundamente tiene la capacidad de producir una respuesta más robusta contra las células cancerosas», detalla Thomas O’Sullivan, profesor asociado de ingeniería eléctrica y coautor del artículo.

¿Cómo funciona la tecnología?

Antes de que la luz pueda ser efectiva en la destrucción de las células cancerosas, es necesario administrar un tinte que contiene moléculas capaces de absorber la luz. Una vez activado el dispositivo, el tinte convierte la luz en energía, que a su vez transforma el oxígeno dentro de las células en una sustancia tóxica, efectivamente haciendo que las células cancerosas se autodestruyan.

Aunque otros tratamientos también utilizan el oxígeno de las células para combatir el cáncer, este dispositivo induce una forma particularmente eficaz y beneficiosa de muerte celular, conocida como piroptosis, que es especialmente eficaz para activar una respuesta inmune. 

Hailey Sanders y SungHoon Rho, estudiantes de posgrado en bioquímica e ingeniería eléctrica, respectivamente, observaron que las células tratadas con esta tecnología comenzaron a hincharse, un indicativo de la piroptosis. Este tipo de muerte celular no solo destruye las células cancerosas, sino que además alerta al sistema inmune para que ataque el cáncer, ofreciendo una doble vía de ataque contra la enfermedad.

«Nuestro objetivo es inducir solo un poco de muerte celular piroptótica, que luego hará que el sistema inmunológico comience a atacar el cáncer», comenta Bradley Smith, profesor de Ciencia de Emil T. Hofman y coautor del artículo.

Próximos pasos en la investigación

El siguiente paso para el equipo de investigación es probar el dispositivo en modelos animales, específicamente en ratones, para observar si la respuesta inmune activada en un tumor puede llevar al sistema inmunológico a reconocer y atacar otros tumores cancerosos de manera independiente. Este estudio será crucial para determinar la eficacia y la seguridad del dispositivo antes de proceder a ensayos clínicos en humanos.

O’Sullivan señaló que el dispositivo, que es del tamaño de un grano de arroz, puede ser inyectado directamente en un tumor canceroso y activado de forma remota por una antena externa. El objetivo es utilizar el dispositivo no solo para administrar el tratamiento, sino también para monitorear la respuesta del tumor, ajustando la intensidad de la señal y el tiempo según sea necesario.

Puede acceder al paper de la investigación a través del siguiente enlace:ç

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1572100024002473?via%3Dihub

Créditos de imagen: Universidad de Notre Dame