Nanopartículas Magnéticas contra el Cáncer

	La aplicación de las nanopartículas para generar la muerte celular tiene un gran potencial oncológico y actualmente se encuentra en una fase inicial de investigación

El control de estos factores durante su proceso de síntesis permite obtener nanopartículas con características superparamagnéticas y altos valores de imanación lo cual favorece su uso como agente de contraste o como inductor de calor. Así, las nanopartículas de magnetita (Fe₃O₄) muestran características como agentes de contraste en técnicas de imagen basadas en resonancia magnética nuclear. Por otro lado, estas nanopartículas son empleadas como un soporte para transportar biomoléculas, por ejemplo, fármacos o anticuerpos. Al mismo tiempo, generan calor cuando se las somete a campos magnéticos alternos en un proceso denominado calentamiento magnético. Cuando estas nanopartículas llegan a la membrana de las células, son internalizadas en el citoplasma. Una vez en el interior de las células y mediante la aplicación de campos magnéticos alternos, las nanopartículas transforman la radiación magnética en calor local que se transfiere al interior de la célula. Cuando esto se realiza en condiciones adecuadas, se puede controlar el aumento de temperatura de la célula para que llegue hasta los 42-43 ºC. A esta temperatura las células inician diversos procesos que conducen a la muerte celular. Esta aplicación de las nanopartículas para generar la muerte celular tiene un gran potencial oncológico^[3], y actualmente se encuentra en una fase inicial de investigación. Aún queda un largo camino para que esta tecnología atraviese fase clínica para ser usada en pacientes con cáncer.

Figura 1. Logotipos del consorcio MultiFun y de sus miembros participantes

Por este motivo, se ha creado un consorcio europeo coordinado por ATOS Spain S.A. e IMDEA Nanociencia cuyo objetivo es el desarrollo y validación de nanosistemas para la detección y eliminación de cáncer de mama y páncreas. La tecnología del proyecto se basa en la funcionalización de nanopartículas de óxido de hierro (Fe₃O₄). El proyecto, denominado MultiFun^[4], integra a 16 instituciones europeas entre las que se figuran socios industriales, centros de investigación, universidades y hospitales (ver Figura 1), ha sido financiado con 9.8 millones de euros dentro del Programa Marco de la Comisión Europea. MultiFun inicio su marcha en Junio 2011.

Para poner en marcha las nuevas estrategias terapéuticas y de diagnóstico contra el cáncer planificadas en MultiFun se desarrollarán: i) nuevos métodos de síntesis de nanopartículas magnéticas de tamaño y propiedades magnéticas adecuadas a su uso como agentes de contraste, inductores de calor magnético y portadores de fármacos, ii) modificaciones de la superficie de estas nanopartículas para hacerlas biocompatibles, iii) funcionalización de las nanopartículas para transportar anticuerpos y agentes anticancerígenos que permitan alcanzar de forma selectiva las células diana para su eliminación. De esta forma, las nanopartículas actúan simultáneamente como marcador de las células diana, como vehículo de transporte de agentes anticancerígenos hasta el interior de las células diana y como inductor de calor en presencia de campos magnéticos alternos (ver Figura 2).

Los agentes anticancerígenos que se plantean unir a la nanopartícula son: 1) drogas clásicas de actividad quimio-terapéutica contrastada (gemcitabina y fluoracilo), 2) una nueva droga con potencial quimio-terapéutico, 3) péptidos (NUCANT) y 4) ARN interferentes. Estos últimos han mostrado ser capaces de inhibir genes relacionados con el cáncer y se postulan como los medicamentos del futuro. La combinación de distintos agentes anticancerígenos con el calor inducido por la nanopartícula pretende reforzar la actividad de las nanopartículas funcionalizadas para eliminar el tumor. Una vez las nanopartículas se han internalizado por las células en su citoplasma, la combinación de distintas modalidades de eliminación (calentamiento magnético, inhibición de genes mediante ARN interferente, y drogas) actuaría eficientemente sobre las células cancerígenas.

Proyecto MultiFun

Un aspecto novedoso del proyecto son las dianas seleccionadas para la detección y eliminación de los tumores. Estas dianas son las células cancerígenas y las células madre cancerígenas. Estas últimas se cree podrían estar detrás tanto de la aparición de los tumores como de la fase de metástasis. Por ello, la detección de este tipo de células permitirá disponer de un método de detección precoz de la aparición de los tumores estudiados (mama y páncreas). Esto junto con las estrategias terapéuticas propuestas reducirían significativamente las probabilidades de reaparición del tumor.

Otro de los objetivos del consorcio es el desarrollo y validación de instrumentación científica para aplicaciones biomédicas de nanopartículas, necesaria para llevar a cabo el proyecto. En concreto se trabajará en la obtención de equipos que permitan inducir el calentamiento magnético en estudios in vitro e in vivo (ratones) así como para la detección de nanopartículas en muestras biológicas (tejidos, sangre y orina).

Figura 2. Terapia multimodal propuesta en el consorcio MultiFun

Los objetivos del proyecto se enmarcan en desarrollar y evaluar la prueba de concepto del potencial oncológico de las nanopartículas multifuncionalizadas, exclusivamente en fase preclínica. No obstante, los resultados obtenidos servirán de punto de partida para la realización de futuros ensayos clínicos basados en nanopartículas así como para proveer de herramientas tecnológicas a su desarrollo.