Nanopartículas magnéticas contra células tumorales

Investigación UPV/EHU

partículas magnéticas

Desde hace siglos los médicos han utilizado el aumento de la temperatura corporal como forma de eliminar tumores o, por lo menos, paliar sus efectos, explica el licenciado en Física e investigador de la UPV/EHU Eneko Garaio Urabaien (Pamplona, 1985). “Es lo que se conoce como hipertermia, y ya hace 200 años se les provocaba la fiebre a los enfermos para que el calor combatiera los tumores”, apunta Garaio, quien ha centrado su tesis Development of Experimental Techniques for Magnetic Hyperthermia Therapy—, en busca de una aplicación clínica a esta técnica innovadora. Ahora, su objetivo es lograr superar dos retos complejos para esta aplicación complementaria: conseguir que el calor se distribuya de forma uniforme en la masa tumoral y ser capaz de monitorizarlo para saber la cantidad óptima, midiendo la temperatura en las células afectadas como en las que no.

Aprovechándose de una actualización de mediados de los años 90 sobre esta técnica, denominada hipertermia magnética terapia experimental contra el cáncer en la que se colocan partículas magnéticas estratégicamente en los tumores, donde se convierten en fuente de calor sin dañar el resto de tejidos sanos—, el científico publicó en 2014 A multifrequency eletromagnetic applicator with an integrated AC magnetometer for magnetic hyperthermia experiments [1]. El resultado más relevante de su investigación, explica el propio Garaio, es el haber “fabricado un instrumento para medir la tasa específica de absorción de las nanopartículas”. Es decir, él y su equipo han sido capaces de “diseñar y construir diversos modelos para calcular la tasa de absorción específica y saber cómo cambian la forma, el material y los ligandos de las nanopartículas”. Por lo que a las pruebas de laboratorio se refiere, “hemos inducido una necrosis en los hígados de tres ratones, sin provocar daño alguno en las células sanas de dichos órganos”, señala el investigador. Este artículo ha sido destacado como Oustanding paper por Measurement Science and Technology.

En cuanto al tratamiento del cáncer por hipertermia, existen varios métodos para aumentar la temperatura que se clasifican según la técnica empleada: por un lado, está la hipertermia por radiofrecuencia, en la que se utilizan corrientes eléctricas inducidas por ondas electromagnéticas para aumentar la temperatura con antenas, colocadas mediante cirugía, junto a los tumores para concentrar en estos el calor. A su vez, en la hipertermia por ultrasonidos, el calentamiento se efectúa mediante vibraciones, mientras que en la hipertermia por láser, en cambio, se excitan mediante un láser de infrarrojos las nanopartículas de oro o de plata que se colocan junto a los tumores para calentar las células tumorales. “El calor no debe administrarse en cualquier zona del cuerpo, ni de cualquier manera: hay que aplicarlo solo a los tumores, a una temperatura que oscile entre los 41 y los 46 °C. Ése es el intervalo de temperatura en el que la hipertermia magnética es más eficaz”, advierte el científico de la UPV/EHU [2].

La hipertermia magnética superó en 2011 la segunda fase de los ensayos clínicos con el glioblastoma (tumor cerebral) y ya se utiliza junto a la radioterapia convencional para tratar las células cancerosas. Garaio, quien realizó el experimento junto a otros cuatro profesores de la misma universidad, entre los que estaban los dos directores de su tesis los catedráticos de la Facultad de Ciencia y Tecnología Fernando Plazaola (vicerrector de Investigación de la UPV/EHU) y José Ángel García, explica por qué su técnica es superior frente a otras para reducir la enfermedad: “Los campos magnéticos que se utilizan no son perjudiciales para el organismo”, señala, “es decir, no producen calor, por lo que no afectan a las zonas sanas del cuerpo. Por lo general, las partículas son de óxido de hierro, mientras que el ligando consiste en una capa elaborada con moléculas orgánicas. Gracias a este sistema, las nanopartículas pueden adherirse a las células tumorales, sin afectar a las células sanas”.

Referencias:

[1] E. Garaio, J.M. Collantes, F. Plazaola, J.A. García, I. Castellanos-Rubio. ‘A multifrequency eletromagnetic applicator with an integrated AC magnetometer for magnetic hyperthermia experiments’, Measurement Science and Technology, 2014. DOI: 10.1088/0957-0233/25/11/115702

[2] E. Garaio, O. Sandre, J. M. Collantes, J. A. Garcia, S. Mornet, and F. Plazaola, ‘Specific absorption rate dependence on temperature in magnetic field hyperthermia measured by dynamic hysteresis losses (AC Magnetometry)’, Nanotechnology, vol. 26, p. 015704.2015. DOI: 10.1088/0957-4484/26/1/015704

H. Khurshid, J. Alonso, V. Sankar, Z. Nemati, M.H. Phan, H. Srikanth, E. Garaio, J.A. Garcia, ‘FeCo nanowires with enhanced heating powers and controllable dimensions for magnetic hyperthermia’, Journal of Applied Physics, 2015. DOI: 10.1063/1.4908300

Edición realizada por Jon Gurutz Arranz Izquierdo a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

2 comentarios

  • […] Desde hace siglos los médicos han utilizado el aumento de la temperatura corporal como forma de eliminar tumores o, por lo menos, paliar sus efectos, explica el licenciado en Física e investigador de la UPV/EHU Eneko Garaio Urabaien  […]

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    Me gustaría resaltar que colaboramos con investigadores del departamento de cirugía y radiología y medicina física así como del departamento de química inorgánica (I y II) de la UPV/EHU. Esta colaboración es vital y sin ella no habría sido posible finalizar la tesis.
    E. Garaio

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