Nanocápsulas de carbono contra el cáncer

Científicos del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB) del CSIC, en colaboración con el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2), el Instituto de Biologia Molecular y Celular del CNRS francés, y el King’s College de Londres (KCL), han desarrollado un nanotransportador basado en nanotubos de carbono para radioterapia contra el cáncer.

Los resultados, publicados en la Revista Nanoscale, son parte del proyecto colaborativo RADDEL, dentro del programa Marie-Curie Initial Training Network (ITN), y financiado por el Séptimo Programa Marco de la UE. Está coordinado por el investigador Gerard Tobías, del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB) del CSIC.

RADDEL tiene como objetivo desarrollar nuevas herramientas de diagnóstico y terapia basadas en nanocapsulas basadas en nanotubos de carbono que transportan compuestos de interés biomédico en su interior.

Los nanotubos de carbono tienen numerosas aplicaciones. Una de las más conocidas es su uso en materiales compuestos para productos deportivos, que ya se comercializan. También son atractivos como nanoplataformas, en el campo de la biomedicina, con aplicaciones que van desde prótesis hasta el transporte de fármacos. En este campo, su uso como transportador de radionucleidos para aplicaciones de imagen y diagnóstico ha sido, hasta ahora, muy limitada.

Ventajas de los nanotubos

“La capacidad de combinar diagnóstico y terapia no es exclusiva de los nanotubos y está siendo explorada con otros nanovehículos”, explica Gerard Tobias, del ICMAB-CSIC. Pero en la mayoría de los casos, tanto el agente de diagnóstico como el de terapia se anclan a la superficie de la nanopartícula. “La gran ventaja de los nanotubos es que, al ser tubulares, tienen un hueco en su interior en el cual se pueden introducir compuestos radioactivos, de forma que éstos no interaccionan con el medio biológico, y se pueden utilizar las paredes externas para anclar las moléculas diana”. Eso los convierte en herramientas seguras y muy versátiles.

Belén Ballesteros, científica del ICN2 participante en el proyecto explica: “La posibilidad de incorporar compuestos en el interior de los nanotubos es de especial interés en el caso de compuestos que ‘a priori’ son tóxicos para el organismo, ya que disminuyen la toxicidad de los mismos. Los nanotubos de carbono también son atractivos porque en sus paredes externas se pueden anclar una gran variedad de compuestos, a través de una amplia librería de reacciones muy bien establecidas basadas en la química del carbono”.

En el proyecto RADDEL, los científicos han combinado las modificaciones en las superficies externa e interna de los nanotubos para diseñar una radioterapia dirigida contra el cáncer. Los nanotubos se rellenaron con materiales no radiactivos (SmCl3 y LuCl3) y fueron sellados. Posteriormente, se funcionalizó la superficie de los nanotubos con los anticuerpos monoclonales Cetuxoimab, los cuales reconocen y bloquean los receptores del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), que están sobreexpresados en las células cancerosas.

Para evaluar la eficacia del sistema “reconociendo” las células cancerosas, se realizaron ensayos con células de glioblastoma humano primario, modificadas para sobreexpresar el receptor del factor de crecimiento epidérmico.

Ensayos pre-clínicos

Los resultados demostraron que el nanotransportador era capaz de acumularse selectivamente dentro de las células cancerosas sin que se observara ninguna citotoxicidad. Estos resultados abren la puerta al desarrollo de nuevos nanomateriales para aplicaciones biomédicas en el campo del tratamiento y diagnóstico del cáncer. Actualmente, el consorcio está realizando pruebas “in vivo” para estudiar el comportamiento, en el interior del nanotubo, de los compuestos equivalentes radiactivos.

Sobre el futuro de estas herramientas, Gerard Tobías concluye que toda la investigación del proyecto RADDEL se ha centrado en estudios pre-clínicos, y se han obtenido unos resultados muy prometedores. “A pesar de que el proyecto llega a su fin, la idea del consorcio es conseguir financiación adicional para poder avanzar en el desarrollo de estas nanocápsulas hasta llegar a un uso clínico, con personas”.

Por otro lado, explican los científicos, hay distintos estudios que muestran que, una vez administrados, los nanotubos de carbono se excretan del cuerpo, e incluso se pueden degradar mediante enzimas. “Nosotros estamos realizando estudios para evaluar de forma más concreta los materiales desarrollados”, concluye Tobías.

Contacto: [email protected]

Proyecto RADDEL http://projects.icmab.es/raddel/

Artículo de referencia:
C. Spinato, A. P. Ruiz de Garibay, M. Kierkowicz, E. Pach, M. Martincic, R. Klippstein, M. Bourgognon, J. T-W. Wang, C. Ménard-Moyon, K. T. Al-Jamal, B. Ballesteros, G. Tobias, A. Bianco; Design of antibody-functionalized carbon nanotubes filled with radioactivable metals towards a targeted anticancer therapy; Nanoscale, DOI: 10.1039/C5NR07923C (2016).

Esta investigación ha recibido financiación del Programa Marie Curie Actions, de la Unión Europea, del Séptimo Programa Marco, FP7/2007-2013 (REA grant agreement n° 290023).

Fuente: 
Consejo Superior de Investigaciones Científicas CSIC

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