Nanomedicina: tratamiento tumoral más suave (con vídeo)

Nanomedicina: tratamiento tumoral más suave (con vídeo)


10 de marzo de 2022

(Noticias de Nanowerk) Hoy en día se dispone de varios métodos de tratamiento para combatir el cáncer, que pueden complementarse entre sí. A menudo se utiliza la radioterapia, que puede combinarse con cirugía y quimioterapia, por ejemplo. Aunque el tratamiento con radiación ionizante se ha utilizado en medicina durante más de 100 años, incluso la oncología moderna a veces no está satisfecha con su eficacia. La razón: los tumores malignos no siempre son lo suficientemente sensibles a la radiación.

«Si se pudiera aumentar la sensibilidad de las células tumorales, la radioterapia podría llevarse a cabo de manera más efectiva y suave», dice el investigador de Empa, Lukas Gerken.

En otras palabras: se podría lograr el éxito deseado del tratamiento con una dosis de radiación más baja que la actual, o los tumores particularmente resistentes a la radiación podrían finalmente volverse sensibles a la radiación.

Por lo tanto, el equipo dirigido por Lukas Gerken e Inge Herrmann del «Laboratorio de interacciones entre partículas y biología» de Empa en St. Gallen y del «Laboratorio de ingeniería de sistemas de nanopartículas» en ETH Zurich está trabajando con oncólogos del Hospital Cantonal de St. Gallen para encontrar formas para destruir las células tumorales sensibilizar a la radiación.

Los investigadores se han centrado en nanopartículas hechas de óxidos metálicos, que pueden actuar como los llamados radiosensibilizadores. El equipo ahora ha logrado producir estos radiosensibilizadores en grandes cantidades y analizar su efecto con mayor precisión.

Los investigadores publicaron recientemente sus resultados en la revista quimica de materiales («Síntesis escalable de radioamplificadores de óxido de metal ultrapequeños que superan al oro»). Nanopartículas Hafnia Las nanopartículas de Hafnia producidas por síntesis de llama tienen un tamaño de solo unos 7 nanómetros. (Imagen: Empa)

Sanado en el fuego

Actualmente se están realizando estudios en la investigación del cáncer con varias clases de sustancias para hacer más efectiva la irradiación de tumores. Todavía no se ha aclarado por completo cómo funcionan exactamente las nanopartículas hechas de oro u óxidos de metales más exóticos, como el dióxido de hafnio, en este contexto. Sin embargo, se sabe que una compleja cascada de reacciones ejerce estrés oxidativo en las células cancerosas. De esta forma, los mecanismos de reparación de las células malignas pueden verse abrumados.

Para que las nanopartículas estuvieran disponibles para uso clínico, se tuvieron que superar dos obstáculos: la producción utilizando métodos convencionales de química húmeda dificulta la producción en cantidades a escala industrial, y no existen análisis comparativos de la eficacia de diferentes sustancias. .

El investigador de Empa, Gerken, ahora ha tenido éxito en la producción de radiosensibilizadores de óxido metálico utilizando un proceso que es ideal para aplicaciones industriales: se basó en la síntesis de llama para obtener óxidos de hafnio, circonio y titanio de alta calidad.

«Gracias a este método de producción, incluso es posible, dependiendo de la instalación de producción, sintetizar varios kilogramos por día», explica Gerken. Sin embargo, para los análisis de laboratorio en Empa, el científico se contentó con unos pocos gramos.

mejor que el oro

Una vez que las nanopartículas estuvieron disponibles en una cantidad adecuada, Lukas Gerken pudo examinar las «piedras preciosas» en detalle, por ejemplo, utilizando espectroscopía de rayos X y microscopía electrónica. Su conclusión: «Podemos producir nanopartículas de óxido metálico estériles y de alta calidad que parecen inofensivas para las células sanas», explica el investigador.

Lo demostró utilizando cultivos celulares, que trató con varias suspensiones de nanopartículas en el laboratorio. Los óxidos metálicos se acumularon en grandes cantidades en las células. El dióxido de hafnio era el líder: quinientos millones de nanopartículas entraron en cada célula sin tener un efecto tóxico. En comparación con los óxidos metálicos, el nanooro funcionó significativamente peor con el mismo tamaño de partícula: alrededor de 10 a 30 veces menos partículas de oro entraron en la celda.

Aunque las sustancias pueden ser inofensivas inicialmente para las células sanas, tienen un efecto poderoso cuando se exponen a la radiación. El equipo pudo demostrar esto usando líneas de células cancerosas. Si los cultivos celulares se trataban con óxidos metálicos y luego se bombardeaban con rayos X, el efecto letal aumentaba significativamente. El dióxido de hafnio demostró ser la herramienta más poderosa: las células tumorales tratadas con partículas de hafnio podían eliminarse con menos de la mitad de la dosis de radiación.

Este primer estudio comparativo también mostró que el dióxido de hafnio es incluso cuatro veces más efectivo que el nanooro y el dióxido de titanio. Las células humanas sanas (los llamados fibroblastos), por otro lado, no mostraron ningún efecto negativo de la radiación después del tratamiento con nanopartículas.

Los resultados dan confianza a Lukas Gerken: «Continuaremos por este camino para investigar el mecanismo de acción de las nanopartículas y optimizar aún más su eficiencia». Espera que sus estudios avancen en la aplicación clínica de las nanopartículas en radioterapia.



Related post

Dos mujeres arrestadas con 109 animales salvajes vivos en el aeropuerto

Dos mujeres arrestadas con 109 animales salvajes vivos en…

Dos mujeres indias fueron arrestadas en el aeropuerto de Suvarnabhumi en Bangkok, Tailandia, luego de que se las encontrara con 109…
Meta finalmente agrega la configuración de grabación de video Quest para desarrolladores

Meta finalmente agrega la configuración de grabación de video…

Meta Quest (anteriormente Oculus Quest) finalmente tiene configuraciones de grabación de video. Bueno, al menos para los desarrolladores. Una nueva actualización…
Los resultados de MLPerf destacan un entrenamiento de ML más potente

Los resultados de MLPerf destacan un entrenamiento de ML…

Hoy, MLCommons®, un consorcio abierto de ingeniería, publicó nuevos resultados de MLPerf™ Training v2.0, que mide el rendimiento de los modelos…

Leave a Reply

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.