El fin de las terapias tóxicas contra el cáncer está cada vez más cerca. Las enfermedades oncológicas precisan de técnicas caracterizadas por ser invasivas y producir efectos adversos en los pacientes. Actualmente existen combinaciones de hipertemia, radio y quimioterapia para frenar el avance del cáncer, que podrían funcionar como una alternativa para acabar con las técnicas invasivas. La primera de estas tres parece ser la diana de una nueva investigación del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC).
El estudio, desarrollado por un grupo de investigadores del ICMM-CSIC, utiliza una técnica de medición directa de la temperatura para incidir en las nanopartículas de las células tumorales aumentando su temperatura. Mediante una herramienta de rayos X basada en hipertemia, las terapias contra el cáncer podrían ser más efectivas en cuanto a precisión y toxicidad. El trabajo ha utilizado un modelo tumoral 3D in vitro de un glioblastoma.
Los investigadores de este estudio consideran el uso de nanopartículas generadoras de calor como una ventaja, pero también como un reto. Para que la nanotermometría sea efectiva es necesario medir la temperatura de las nanopartículas que se encuentran en las células tumorales y saber cómo reaccionan a las elevadas temperaturas de estas terapias.
“El reto es conseguir termómetros nano que sean sensibles y robustos en el medio biológico y que sean operativos en un amplio rango de temperatura”, explica Ana Espinosa, investigadora del ICMM-CSIC y autora principal del estudio, junto a Álvaro Muñoz Noval, de la Universidad Complutense de Madrid (UCM).
“Es un método de medición directo: los átomos vibran y se calientan, lo que es captado por los rayos X sin necesidad de otra partícula que refleje ese cambio en la temperatura”
Actualmente, los métodos empleados son técnicas ópticas precisas que utilizan la fluorescencia de determinadas partículas. Pero esta nueva herramienta es un paso más para medir de forma directa la temperatura existente en el interior de las células, sin utilizar marcadores adicionales. Por un lado, las nanopartículas reciben calor a través de una luz en el infrarrojo cercano, mientras que, por otro, se usan rayos X para observar ese aumento de temperatura y su efecto en la célula.
“Es un método de medición directo: los átomos vibran y se calientan, lo que es captado por los rayos X sin necesidad de otra partícula que refleje ese cambio en la temperatura”, asegura Espinosa que afirma que, aunque en la investigación se han empleado nanopartículas de oro y de óxido de hierro combinadas, éstas podrían ser de otro tipo de material.
UNA HERRAMIENTA UNIVERSAL
Esta técnica de rayos X será una herramienta denominada “termómetro nanométrico universal”. Aunque su aplicación en la investigación se basa en las células tumorales, los investigadores aseguran que, cualquier proceso que necesite la temperatura, podrá emplear esta herramienta.
“Se podrá disminuir la temperatura que se aplica a las células y por tanto la potencia del láser, serán necesarios menos nanopartículas y el tratamiento podrá durar menos”
En este estudio, la clave ha sido el resultado de aplicar calor en estas condiciones, de forma que las temperaturas a nivel nanoscópico superen a las de nivel macroscópico, que será esencial para diseñar terapias más precisas y menos tóxicas. “Se podrá disminuir la temperatura que se aplica a las células y por tanto la potencia del láser, serán necesarios menos nanopartículas y el tratamiento podrá durar menos”, aseguran desde el CSIC.
En la microelectrónica y la catálisis esta herramienta podrá operar “eficazmente en un amplio rango de temperaturas, convirtiéndose en una herramienta versátil para estudiar fluctuaciones térmicas en general”, insiste la investigadora.
Este estudio es una colaboración entre investigadores de diversos centros: IMDEA Nanociencia (España), BCMaterials (España), sincrotrón Soleil (Francia), Instituto Curie (Francia), Instituto de Cerámica y Vidrio (ICV-CSIC, España), Instituto de Ciencia de Materiales (ICMM-CSIC, España) y la Universidad Complutense de Madrid (España).