Investigadores del Instituto de Investigación de Normas y Ciencia de Corea (KRISS) han desarrollado un innovador nanomaterial capaz de realizar simultáneamente el diagnóstico y tratamiento del cáncer, así como de inducir respuestas inmunitarias. Este avance representa un significativo paso adelante en comparación con los nanomateriales convencionales, que solo cumplen una función, y se espera que se convierta en una plataforma de terapia contra el cáncer de próxima generación basada en la nanotecnología.
El estudio ha sido publicado en el Chemical Engineering Journal. Actualmente, los tratamientos contra el cáncer incluyen cirugía, radioterapia y quimioterapia, pero estos métodos tienen limitaciones importantes, ya que no solo afectan a las áreas cancerosas, sino que también dañan tejidos sanos, lo que provoca efectos secundarios considerables. El uso de nanomateriales en el tratamiento del cáncer ha surgido como una tecnología de nueva generación que busca superar estas limitaciones.
El Grupo de Medición Nanobio de KRISS ha creado un nuevo nanomaterial que no solo permite el monitoreo y tratamiento en tiempo real de áreas cancerosas, sino que también activa el sistema de respuesta inmunitaria. Este nanomaterial es un nanodispositivo de triple capa (AuFeAuNDs), con hierro (Fe) insertado entre capas de oro (Au).
Características y Funcionamiento del Nanomaterial
El diseño del nanomaterial, que presenta hierro en el centro de una estructura en forma de disco, proporciona una estabilidad estructural superior en comparación con los materiales esféricos tradicionales. Además, al aplicar un imán cerca del sitio tumoral, las propiedades magnéticas del hierro permiten que el nanomaterial sea fácilmente atraído, mejorando aún más la eficiencia del tratamiento.
El nanodispositivo desarrollado cuenta con capacidades de imagenología fotoacústica (PA), lo que permite observar en tiempo real tanto la ubicación del tumor como el proceso de entrega del medicamento. Esta técnica visualiza las vibraciones (ultrasonido) generadas por el calor cuando la luz (láser) se dirige al nanodispositivo. Gracias a esta característica, el tratamiento puede llevarse a cabo en el momento óptimo, cuando el nanomaterial ha llegado al sitio tumoral, maximizando así su efectividad.
En experimentos con animales, el equipo de investigación logró rastrear la acumulación de nanopartículas en el sitio tumoral a lo largo del tiempo, identificando que el momento más efectivo para el tratamiento es seis horas después de la administración del material. Este nanodispositivo es capaz de realizar tres mecanismos terapéuticos diferentes de manera integrada, lo que se espera que trate varios tipos de células cancerosas, a diferencia de los materiales que están limitados a terapias únicas.
A diferencia de los nanomateriales convencionales que utilizan solo la terapia fototérmica (PTT), que implica calentar partículas de oro para eliminar células cancerosas, el nanodispositivo desarrollado también puede realizar terapia dinámica química (CDT) utilizando las propiedades del hierro para inducir oxidación dentro del tumor, así como terapia de ferroptosis. Tras el tratamiento, el nanodispositivo también induce sustancias de respuesta inmune. Se ha confirmado que este nanodispositivo provoca que las células cancerosas liberen patrones moleculares asociados a peligros (DAMPs) al morir, lo que ayuda al organismo a reconocer las mismas células cancerosas y atacarlas si recurren.
El autor principal, el Dr. Lee Eun Sook, afirmó: «A diferencia de los nanomateriales convencionales, que están compuestos por un solo elemento y realizan solo una función, el material desarrollado en este estudio utiliza las propiedades combinadas de oro y hierro para llevar a cabo múltiples funciones».
Más información:
Eun Sook Lee et al, Au/Fe/Au trilayer nanodiscs as theranostic agents for magnet-guided photothermal, chemodynamic therapy and ferroptosis with photoacoustic imaging, Chemical Engineering Journal (2024). DOI: 10.1016/j.cej.2024.159137
