Esta nueva técnica, basada en la nanomedicina, presenta un método pionero para la encapsulación de los fármacos, que mejora la eficacia terapéutica
La nanomedicina es un campo de investigación relativamente novedoso y presenta múltiples líneas de investigación basadas tanto en el diagnóstico como en la prevención y el tratamiento de diferentes patologías. Consiste en aplicar la nanotecnología a problemas biomédicos, como el cáncer. La encapsulación de los fármacos anticancerígenos y su transporte al tumor representan una estrategia prometedora para mitigar efectos adversos de los tratamientos actuales y aumentar la eficacia terapéutica. No obstante, la nanomedicina presenta varios retos: evitar el escape prematuro del fármaco y aumentar la precisión hacia las células tumorales.
El trabajo realizado por un equipo de investigación multidisciplinar de la URJC, en concreto del Grupo de Ingeniería Química y Ambiental (GIQA) y del Grupo Diabecancer Molecular, presenta un método pionero para la encapsulación de los fármacos en nanopartículas (partículas más pequeñas que 100 nanómetros) para el tratamiento del cáncer de mama. La técnica desarrollada consiste en la síntesis de Fármacos Mesoporosos Organosilíceos (MODs, de las siglas en inglés de Mesoporous Organosilica Drugs). “Se trata de un nuevo tipo de materiales organosilíceos mesoporosos periódicos (PMOs), en el cual el fármaco es un componente inherente de la estructura tridimensional de la nanopartícula. Éste actuaría como una nanomedicina que se iría biodegradando a lo largo del tiempo, ejerciendo su actividad farmacológica de forma continuada”, explica Rafael A. García-Muñoz, coautor responsable del estudio e investigador del Grupo de Ingeniería Química y Ambiental (GIQA) de la URJC.
Para analizar la eficacia de la actividad anticancerígena en células de cáncer de mama, el equipo científico ha utilizado diversas técnicas celulares in vitro. En los ensayos, se han sintetizado varias nanopartículas, que han demostrado que, tras su biodegradación, producen una liberación del fármaco sostenida en el tiempo evitando su escape prematuro. “Esta innovadora aproximación requiere la modificación química del fármaco para la síntesis de las nanopartículas MODs y hemos seleccionado la mitoxantrona (MTO), uno de los fármacos empleados para el tratamiento del cáncer de mama, para el desarrollo de las nanopartículas MTO@MODs”, apunta Eva Romaní Cubells, primera coautora del estudio e investigadora del grupo GIQA.
Los resultados de este trabajo, publicados en la revista científica Journal of Nanobiotechnology, demuestran que la síntesis de este nuevo tipo de nanomateriales se ha llevado a cabo con éxito. Las nanopartículas MTO@MOD han confirmado su eficacia en células de cáncer de mama y su síntesis -incorporando óxido de hierro en su interior- permitiría dirigirlas de manera selectiva al tumor mediante un campo magnético.
El siguiente reto de esta nueva línea de investigación es la realización de estudios in vivo para comprobar que si el comportamiento de estos nanomateriales es similar en un organismo vivo. “Estamos desarrollando un estudio con animales de experimentación, cuyos resultados preliminares están siendo prometedores”, concluye Rafael A. García-Muñoz.
Una alternativa a los fármacos actuales
La quimioterapia, el principal tratamiento para el cáncer metastático, presenta graves efectos adversos debido a la falta de selectividad. Además del serio impacto en la calidad de vida de los pacientes, dichos efectos adversos limitan la dosis que puede ser administrada y, por lo tanto, la eficacia terapéutica. Algunos fármacos, como la mitoxantrona, produce una disminución del número de células inmunes en sangre (neutropenia), lo cual está relacionado con infecciones severas e incluso la muerte.
El nuevo método desarrollado por el equipo científico de la URJC, compuesto por expertos del grupo GIQA y del el Grupo Diabecancer Molecular, resulta muy prometedor porque mejora sustancialmente dos de los retos más importantes en la nanomedicina: el escape prematuro del fármaco del interior de las nanopartículas y la insuficiente acumulación en el tumor. De este modo, esta técnica pionera podría suponer una nueva estrategia terapéutica para el tratamiento del cáncer, en general, y el cáncer de mama, en particular, puesto que permitía aumentar la eficacia terapéutica y disminuir o incluso evitar los efectos adversos asociados a la quimioterapia.
Este estudio se engloba en la línea de investigación de nanosistemas de liberación de fármacos, dentro del grupo GIQA y cuenta con financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación de España, la Comunidad de Madrid, el programa de ayudas para la Atracción de Talento y el Programa Investigo de la Unión Europea Next Generation.
Referencia bibliográfica:
Romaní-Cubells, Eva, Martínez-Erro, Samuel, Morales, Victoria. et al. Magnetically modified-mitoxantrone mesoporous organosilica drugs: an emergent multimodal nanochemotherapy for breast cancer. J Nanobiotechnol 22, 249 (2024). https://doi.org/10.1186/s12951-024-02522-4
