Investigadores del Centro Integral de Cáncer Jonsson de la UCLA han desarrollado una técnica innovadora para combatir el cáncer en el que las nanopartículas diseñadas a medida transportan los medicamentos de quimioterapia directamente a las células tumorales y liberan su carga cuando se activan mediante un láser de dos fotones en la longitud de onda roja infrarroja.

Los resultados de la investigación  desarrollada por Jeffrey Zink , profesor de química y bioquímica , y Fuyu Tamanoi , profesor de microbiología, inmunología y genética molecular , y sus colegas de la UCLA  han sido publicados en la revista Small  bajo el titulo «Two-Photon-Triggered Drug Delivery via Fluorescent Nanovalves» («Administración de medicamento por láser de dos fotones a través nanoválvulas fluorescentes «).

Medicamento dirigido a las células

La administración de fármacos activada por la luz es muy prometedora para el tratamiento del cáncer, ya que ofrece a los médicos el control sobre el momento y lugar exactos en que  se liberan los medicamentos en el cuerpo. El envío  y la liberación de fármacos de quimioterapia de modo que se dirijan sólo a las células tumorales y no los tejidos circundantes sanos pueden reducir en gran medida los efectos secundarios del tratamiento y aumentan el efecto de destrucción del cáncer por parte de los medicamentos. Pero el desarrollo de un sistema de suministro de fármacos que responde a la luz que penetra en el tejido ha sido un reto importante.

Nuevas nanopartículas que absorben la luz

Para hacer frente al reto, el equipo de Tamanoi y Zink, que incluyó a científicos de los programas de nanotecnología del cáncer , transducción de señales y programas terapéuticos del Centro Integral de Cáncer Jonsson, colaboraron ​​con Jean -Olivier Durand de la Universidad de Montpellier  en Francia para desarrollar un nuevo tipo de nanopartículas que pueden absorber la energía de la luz que penetra en el tejido.

Estas nuevas nanopartículas están equipadas con miles de poros o tubos diminutos que pueden retener los medicamentos de quimioterapia. Los extremos de los poros se tapan con nanoválvulas que retienen los medicamentos, al igual que lo haría un corcho en una botella. Los nanoválvulas contienen moléculas especiales que responden a la energía de exposición a la luz de dos fotones, lo que provoca la apertura de las válvulas y la liberación de los medicamentos. La forma de operar de las nanopartículas se demostró en el laboratorio utilizando células de cáncer de mama humano.

Indicado para algunos tipos de cáncer

Debido a que el alcance efectivo del láser de dos fotones en la longitud de onda infrarroja de color rojo se encuentra a 4 centímetros de la superficie de la piel, este sistema de suministro de medicamento sería más adecuado para los tumores dentro de ese rango, que posiblemente incluyen mama, estómago , colon y tumores de ovario, según los investigadores.

Además de su sensibilidad a la luz, las nuevas nanopartículas son fluorescentes y pueden ser controladas en el cuerpo utilizando técnicas de imagen molecular. Esto permite a los investigadores realizar el seguimiento del progreso de la nanopartícula en la célula cancerígena a la que se apunta antes de la activación de luz. La capacidad de seguimiento de una terapia dirigida de esta forma recibe el nombre de » teranóstica » – un acrónimo de la terapia y el diagnóstico – en la literatura científica.