Cazando células cancerosas una a una con resonancia plasmónica

resonancia plasmónica

Célula tumoral dividiéndose. Imagen: Steve Gschmeissner

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

Investigadores de la Universidad Rice y el MD Anderson Cancer Center (Houston, Texas, EE.UU.) han presentado en Nature Nanotechnology un nuevo método para detectar microtumores, o incluso células cancerosas individuales, presentes en tejido aparentemente sano. La técnica también puede matar las células que no pueden ser extirpadas quirúrgicamente por algún motivo y, de esta forma, prevenir la reaparición del cáncer. El procedimiento hace uso de la última tecnología fotónica.

Las técnicas quirúrgicas para extirpar tumores mejoran día a día, pero antes de poder extirpar un tumor hay que encontrarlo, lo que no es nada sencillo. De hecho, distintos síntomas y analíticas nos pueden decir que existe un tumor en algún área general pero detectar donde está exactamente es un problema importante en el caso de muchos de los tumores agresivos que aparecen en la cabeza, cuello, encéfalo, pulmones o pecho. En estos casos, además, la extirpación completa del tumor visible para el cirujano puede dejar atrás nódulos separados en tejido sano, lo que se conoce como enfermedad residual microscópica (ERM).

La ERM puede consistir en ocasiones en solo unas decenas de células en total y ser, por tanto, invisible a simple vista, lo que no impide que sean suficientes para que el cáncer haga de nuevo aparición y mate. La única técnica en uso clínico actualmente para detectar la ERM es el análisis de muestras de tejido, pero esto lleva tiempo y tiene una sensibilidad muy limitada. Por ello los cirujanos tienen que tomar medidas preventivas a ojo mientras están realizando la extirpación del tumor y sanear milímetros o incluso centímetros de tejido aparentemente sano alrededor del tumor (lo que se conoce popularmente como cortar por lo sano), intentando encontrar un equilibrio entre los efectos para la salud de extirpar tejido sano frente al riesgo de que el cáncer reaparezca o se extienda. La radioterapia y la quimioterapia pueden ser útiles para neutralizar la ERM, pero no siempre son efectivas y pueden tener importantes efectos secundarios. La peor situación es cuando se consigue localizar la ERM pero no puede atacarse quirúrgicamente.

Los investigadores han dado ahora un paso más en una técnica que vienen desarrollando desde hace seis años. Han usado nanopartículas de oro acopladas a anticuerpos que solo se unen a unos receptores que están presentes exclusivamente en células cancerosas. Estas nanopartículas se inyectan en el torrente sanguíneo y terminan acumulándose en las células de la ERM. Si ahora se irradia el área con pulsos breves de láser infrarrojo, las nanopartículas transforman esta radiación en calor mediante un proceso que se llama resonancia plasmónica. Esto produce localmente el equivalente a inflar un globo hasta que explote; la resonancia plasmónica convierte en vapor el líquido del interior de las células cancerígenas, haciéndolas explotar sin dañar las células sanas de alrededor. Estas pequeñas explosiones producen una onda de choque que puede ser detectada usando una sonda de ultrasonidos, con lo que los investigadores podrían localizar tumores de 50 micras de tamaño o, lo que es lo mismo, de tan solo 30 células. El nivel de detección clínico actual es de 1 milímetro o 1 millón de células.

En pruebas experimentales realizadas con ratones los investigadores comprobaron que los ratones en los que se había aplicado la técnica vivían significativamente más que los que recibían un tratamiento estándar, incluso si no se había podido extirpar quirúrgicamente la ERM. Esto probaría que el procedimiento mata muchas de las células. Muchas, que no todas. No hay nada eficaz al cien por cien.

El siguiente paso es transferir la técnica a los quirófanos. Las nanopartículas de oro ya están aprobadas clínicamente para su uso en humanos, por lo que los investigadores ya están preparando ensayos con cirugía de tumores de las vías aerodigestivas superiores (cabeza y cuello) en Bielorrusia.

Referencia:

E Y Lukianova-Hleb et al (2016) Intraoperative diagnostics and elimination of residual microtumours with plasmonic nanobubbles Nature Nanotechnology DOI: 10.1038/nnano.2015.343

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Esta entrada participa en el LV Carnaval de Química alojado en el blog La Ciencia de la vida de @biogeocarlos.

2 Comentarios

PepetrónPepetrón

Estupendo el artículo. Me pregunto qué relación tiene esto, y si la tiene, con la terapía de protones.

Cazando células cancerosas una a una con resonancia plasmónica

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