Desde el CSIC informan que, mientras la Misión del Cáncer del programa marco Horizonte Europa se pone en marcha, la pandemia de Covid-19 está impactando en la investigación básica del cáncer y en su práctica clínica. En el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, los equipos de investigación se adentran en la comprensión del cáncer financiados por fondos europeos y tejen redes de colaboración intersectoriales e internacionales con grupos científicos de toda Europa.
El Instituto de Física Fundamental (IFF-CSIC) ha trabajado y trabaja en proyectos eurpeos para saber más sobre la terapia de protones y de haces de iones, dos alternativas más eficientes a la radioterapia tradicional. Según informan desde el CSIC, en la radioterapia habitual, la radiación produce pequeñas roturas en el ADN de las células provocando la muerte de las células cancerosas. Sin embargo, el problema reside en que es poco selectiva, pues no distingue entre células tumorales y sanas.
En palabras de García Gómez-Tejedor, quien lidera el proyecto, "la gran ventaja de los haces de partículas cargadas (electrones, protones e iones pesados), frente a la radioterapia tradicional, basada en la irradiación con fotones, es que en las primeras la energía del haz primario disminuye gradualmente hasta alcanzar un valor en el que las probabilidades de interacción con las moléculas del haz son máximas. Esto hace que el depósito de energía aumente considerablemente en esa zona, concentrando el efecto de la radiación en la zona a tratar. Dicho fenómeno se conoce como pico de Bragg".
La profundidad a la que se produce el pico de Bragg en el blanco depende de la energía incidente, un factor que permite depositar la mayor parte de la energía del haz dentro del tumor y minimizar así su efecto en el tejido sano, informa el CSIC. “Con esta técnica se reduce el riesgo de cáncer secundario y mejora la calidad de vida tras el tratamiento. Ambas, tanto con protones como con iones pesados, permiten mejorar la conservación de los tejidos circundantes. El efecto biológico de la radiación dentro de la región de interés se refuerza con la inyección de fármacos radiosensibilizadores basados en nanopartículas que aumentan la sensibilidad de las células tumorales a la radiación y potencian su efecto", apostilla el científico.
“Uno de los mayores retos al desarrollar nuevos agentes de diagnóstico y terapia es su concentración en la zona afectada”
Aún así, esta práctica no está exenta de riesgos, pues "la irradiación genera una gran cantidad de electrones secundarios y radicales libres en las zonas cercanas al punto donde se concentra el depósito de energía del haz de protones o iones, lo que supone un gran incremento del efecto biológico de la radiación". García Gómez-Tejedor y su equipo evalúan este riesgo mediante modelos basados en interacciones moleculares que miden si el riesgo de generar electrones secundaros y radicales libres compensa la eficacia del haz de protones cuando incide sobre el tumor.
Este proyecto ha sido financiado, en parte, con una acción Marie Sklodowska-Curie del programa marco Horizonte 2020, mediante la cual se ha formado a tres doctores especializados en radioterapia de protones. El equipo del IFF trabaja en colaboración con los hospitales madrileños de La Paz, el hospital Ramón y Cajal y el Puerta de Hierro. “Realizamos experimentos radiobiológicos conjuntos en el acelerador de protones del Centro de Microanálisis de Materiales de la Universidad Autónoma de Madrid. Además, en colaboración con el Hospital Universitario Ramón y Cajal de Madrid, estamos desarrollando un nuevo modelo de determinación de dosis basado en el daño a nivel molecular para aplicaciones de radioterapia intraoperatoria con haces de electrones”, añade el experto.
Por su parte, desde el Instituto de Ciencias de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), estudian los nanomateriales, unos compuestos más pequeños que las células que han demostrado jugar un papel clave en la búsqueda de nuevas formas de diagnóstico y tratamiento del cáncer.
“Uno de los mayores retos al desarrollar nuevos agentes de diagnóstico y terapia es su concentración en la zona afectada”, comenta Gerard Tobías Rossell, investigador del (ICMAB-CSIC. Estos nanomateriales, "son interesantes porque, tras ser administrados de forma intravenosa, están más tiempo en circulación dentro del organismo que los fármacos, facilitando la acumulación en el tumor y su detección por imagen. Además, esos mismos nanomateriales pueden usarse posteriormente para terapia mediante biomoléculas (fármacos) ancladas en su superficie, que pueden ser dirigidas selectivamente al tumor", explica el científico.
"Los tratamientos basados en la información de cada paciente podrían llegar a ser mucho más efectivos"
Según explica el CSIC, "los tumores suelen conllevar la creación de vasos sanguíneos muy rápidamente, un proceso conocido como angiogénesis tumoral. Los nanomateriales aprovechan el tamaño que tienen estos vasos sanguíneos para entrar y permanecer en el tumor". Tobías-Rosell sostiene que "una vez dentro, les cuesta salir, lo que ayuda a que el tratamiento sea más eficiente. Nos aseguramos de que el tratamiento tiene lugar en la zona deseada, reduciendo los efectos secundarios".
El equipo del ICMAB, está trabajando en el desarrollo de nanomateriales radioactivos para el diagnóstico y terapia de cánceres como los de próstata y pulmón, en colaboración con expertos del Hospital Universitario Vall d'Hebron de Barcelona.
“Con los nanomateriales preparados - fabricados, por ejemplo, con nanotubos de carbono - hemos podido obtener imágenes ultrasensibles in vivo, de interés para el diagnóstico del cáncer, así como para el tratamiento del cáncer de pulmón metastásico en modelos animales. La combinación de agentes radiactivos para imagen y terapéuticos nos permite, por ejemplo, monitorizar en tiempo real los efectos de un determinado tratamiento”, aspotilla Tobías-Rossell.
Por otro lado, el investigador Julio R. Banga, del Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC) de Vigo, afirma que desde su equipo, trabajan para el desarrollo y validación de "nuevos conceptos y herramientas de biología de sistemas y bioinformática para la interpretación sistemática de estos enormes conjuntos heterogéneos de datos ómicos", con el "objetivo último de generar modelos matemáticos predictivos de señalización celular en cáncer; en definitiva, lo que buscamos es ser capaces de guiar nuevos descubrimientos mediante estos modelos para, en el futuro, poder desarrollar nuevos fármacos de forma más sistemática”.
"Uno de los grandes desafíos en la investigación del cáncer es utilizar de forma eficiente los grandes conjuntos de datos sobre la enfermedad que empiezan a estar disponibles para los científicos de todo el mundo. Estos datos ómicos, que aportan información sobre los genes, las proteínas y los metabolitos - y en los que se basan la genómica, la proteómica y la metabolómica, entre otras áreas -, son enormemente complejos y a menudo muy heterogéneos. Sin embargo, analizarlos e interpretarlos es fundamental para llegar a un diagnóstico más temprano e, incluso, para prevenir la aparición de la enfermedad. Además, los tratamientos basados en la información de cada paciente podrían llegar a ser mucho más efectivos", comunican desde el CSIC.