Los tumores cerebrales suponen aproximadamente el 2% de todos los cánceres diagnosticados en adultos y el 15% de los diagnosticados en niños, lo que lo convierte, durante la edad pediátrica, en el segundo tipo de cáncer más detectado.
Se calcula que, en España, en la actualidad hay alrededor de 20.000 personas que padecen algún tipo de tumor cerebral, clasificado bien como un tumor primario, originado en el cerebro, o como un tumor metastásico, originado en otras partes del cuerpo, pero que se ha diseminado en el cerebro.
En España, en la actualidad hay alrededor de 20.000 personas que padecen algún tipo de tumor cerebral
Al detectarse que un paciente padece algún tipo de cáncer cerebral, el procedimiento natural es la extirpación quirúrgica del mismo, para la posterior eliminación de los restos tumorales a través de radioterapia y quimioterapia en los casos más agresivos. Sin embargo, frente a este tipo de tumores, la quimioterapia no es el mejor abordamiento debido a que el revestimiento de los vasos sanguíneos evita que pasen moléculas grandes que podrían dañar el cerebro. Pese a que este tratamiento puede llegar a evitar un posible daño, también provoca que los fármacos eliminen las células cancerosas.
Investigadores de la Universidad de Connecticut, en la edición del 14 de junio de ‘Science Advances’ destacan una alternativa de tratamiento, segura y eficaz, para el tratamiento de este tipo de cáncer, el ultrasonido. Este procedimiento permite sacudir las células lo bastante como para abrir los poros y que pueda entrar el medicamento en el cerebro.
Sin embargo debido al tamaño del grueso del cráneo humano este proceso se vuelve complejo. La forma de conseguir un abordaje óptimo es a través de establecer en la superficie del cráneo de forma estratégica diversos dispositivos de ultrasonido con gran potencia enfocándolos con cautela alrededor del tumor. El procedimiento utiliza una máquina de resonancia magnética de cinco a seis horas inmediatamente después de administrar la quimioterapia en un centro hospitalario. Thanh Nguyen ingeniero biomédico afirma que “podemos evitar todo eso mediante el uso de un dispositivo implantado” dentro del cerebro.
Los pacientes con tumores agresivos ubicados en el cerebro suelen recibir quimo durante meses debido a que, como hemos explicado anteriormente, su uso normalmente es frenado por el propio cuerpo. Pese esto, este el proceso de MRI-ultrasonido no suele realizarse más de una sola vez debido a la complejidad, aun cuando hay resultados favorables cuando se ha aplicado este método cada vez que el paciente recibe quimioterapia siendo mucho más efectivo. “Podemos usarlo repetidamente, permitiendo que la quimioterapia penetre en el cerebro y elimine las células tumorales” declara Nguyen.
“Podemos usarlo repetidamente, permitiendo que la quimioterapia penetre en el cerebro y elimine las células tumorales”
Esto no es algo innovador, ya existe un dispositivo de ultrasonido que consiste en un implante de materiales cerámicos comercializado. Sin embargo este se vuelve tóxico por estos materiales, por lo que deben ser retirados a través de procesos quirúrgicos una vez haya terminado el tratamiento.
El laboratorio Nguyen, es dirigido por su fundador David Nguyen, y se encuentra adscrito al Centro de Genómica Traslacional en el Instituto de Genómica Innovadora en el campus de UCBerkeley. Este laboratorio se ha especializado en los últimos años en polímeros piezoeléctricos biodegradables. A través de este material que al ser atravesado por una corriente eléctrica vibra desarrollaron una técnica innovadora que igualaba la técnica de cerámica.
Sin embargo, durante el desarrollo de esta nueva metodología llevado a cabo por los estudiantes de posgrado Thinh T. Le y Meysam Chorsi, del laboratorio de Nguyen co-asesorados por el profesor de ingeniería Horea Ilies y el decano de ingeniería Kazem Kazerounian, junto con el posdoctorado Feng Lin, se encontraron con un grave problema. Recientemente se descubrió que los cristales de glicina son piezoeléctricos lo que los hace componentes perfectos para incorporarlos a gran multitud de estos dispositivos médicos, ya que en informes actuales se afirma que este cristal de aminoácido es más simple, y que tiene una constante piezoeléctrica extremadamente alta, incluso comparable a la de las cerámicas piezoeléctricas.
Pese a esto el material que quería utilizar para el desarrollo de este dispositivo era demasiado degradable y quebradizo. Hubo varios intentos de integrar los cristales piezoeléctricos de glicina con una matriz polimérica blanda para aprovechar eficazmente su piezoelectricidad a través de la utilización de métodos de fundición con disolventes. Sin embargo, este método carece de control sobre la dirección de crecimiento del cristal, lo que da como resultado una salida piezoeléctrica baja general de la película a pesar de la alta constante piezoeléctrica en cada cristal de glicina.
Pese a esto el material que quería utilizar para el desarrollo de este dispositivo era demasiado degradable y quebradizo
La solución frente a este problema fue crear cristales de este material y romperlos en pedazos nanométricos para posteriormente hilarlos con policaprolactona creando de estas manera películas piezoeléctricas que posteriormente se recubre con otros polímeros biodegradables. Estos cristales incrustados dentro de la estructura nanofibrosa de la matriz PCL son extremadamente suaves teniendo más flexibilidad e incluso una capacidad de estiramiento mejorada.
Para comprobar su eficacia se realizaron pruebas en ratones. Para ello durante seis meses los estudiantes el equipo ya realizó una evaluación de seguridad implantado dentro del cerebro el dispositivo desarrollado y concluyeron que no había consecuencias para los roedores. El siguiente paso es seguir probando este dispositivo con animales más grandes hasta llegar a las pruebas con humanos.