Nanomateriales y protones para atacar el cáncer y mejorar su diagnóstico

Sep 29, 202130 Segundos, 30S - Química, Noticias

El cáncer causa cada año casi 1,9 millones de muertes en Europa. Por ello supone un reto biomédico, sanitario, económico y social de primer orden. La Comisión Europea ha fijado la investigación del cáncer como uno de sus cinco grandes ejes, o misiones, del próximo Programa Marco Europeo de Investigación, Desarrollo e Innovación, denominado Horizonte Europa (2021-2027), la mayor herramienta de financiación de la ciencia y la innovación de la Unión Europea.

En el Instituto de Física Fundamental (IFF-CSIC), en Madrid, el equipo de Gustavo García Gómez-Tejedor ha trabajado en proyectos europeos para evaluar la terapia de protones y de haces de iones, dos alternativas más eficientes a la radioterapia tradicional, que es poco selectiva. En la radioterapia habitual, la radiación produce pequeñas roturas en el ADN de las células, lo que provoca la muerte de las células cancerosas. El problema es que no distingue entre las células tumorales y las sanas, por lo que puede perjudicar las áreas del tejido sano que rodean al tumor. La terapia de protones o de haces de iones (carbono, oxígeno o helio) permiten atacar las células tumorales de forma más precisa, limitando el impacto en el tejido sano, según explica el investigador. Pero no está exenta de riesgos. El efecto biológico de la radiación dentro de la región de interés se refuerza con la inyección de fármacos radiosensibilizadores basados en nanopartículas que aumentan la sensibilidad de las células tumorales a la radiación y potencian su efecto.

El riesgo de esta terapia radica en que esta irradiación genera una gran cantidad de electrones secundarios y radicales libres en las zonas cercanas al punto donde se concentra el depósito de energía del haz de protones o iones (o pico de Bragg), lo que supone un gran incremento del efecto biológico de la radiación. Para evaluar este riesgo, el equipo de García Gómez-Tejedor desarrolla modelos basados en interacciones moleculares que miden la efectividad biológica relativa de este tipo de radiaciones; es decir, mide si el riesgo de generar electrones secundarios y radicales libres compensa la eficacia del haz de protones al incidir sobre el tumor.

Por su parte los nanomateriales, que son compuestos más pequeños que las células humanas, han demostrado un papel clave en la búsqueda de nuevas formas de diagnóstico y tratamiento del cáncer. En concreto, los nanomateriales son útiles, no solo para detectar y confirmar la presencia de un tumor a través de imagen biomédica, sino, además, para hacerle frente, ya que pueden ser cargados con un determinado medicamento que ataque directamente a las células cancerígenas. Los nanomateriales tras ser administrados de forma intravenosa, están más tiempo en circulación dentro del organismo que los fármacos, facilitando la acumulación en el tumor y su detección por imagen. También pueden usarse posteriormente para terapia mediante biomoléculas (fármacos) ancladas en su superficie, que pueden ser dirigidas selectivamente al tumor.

Uno de los grandes desafíos en la investigación del cáncer es utilizar de forma eficiente los grandes conjuntos de datos sobre la enfermedad que empiezan a estar disponibles para los científicos de todo el mundo. El proyecto CanPathPro ha generado, a partir de un gran número de experimentos, una enorme base de datos que ha permitido empezar a construir y calibrar modelos dinámicos predictivos de los fenómenos de señalización celular de la enfermedad, es decir, sobre el proceso por el que las células tumorales responden a sustancias del exterior mediante moléculas de señalización o receptores que están en su superficie o dentro de ella. La señalización celular es importante para el crecimiento y funcionamiento celular normal. Observar y caracterizar patrones anómalos en señalización es crucial para poder prevenir la aparición del cáncer.

Fuente: CSIC

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