El calor puede ser la clave para matar ciertos tipos de cáncer, y una nueva investigación de un equipo que incluye a científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) ha arrojado resultados inesperados que deberían ayudar a optimizar el diseño de nanopartículas magnéticas que pueden usarse para entregar calor directamente a los tumores cancerosos.

Cuando se combina con otros tratamientos como radioterapia o quimioterapia, el calor aplicado directamente a los tumores ayuda a aumentar la eficacia de esos tipos de tratamientos, y reduce la dosis necesaria de productos químicos o radiación.

Aquí es donde entran las nanopartículas magnéticas. Estas bolas de óxido de hierro, solo unas pocas decenas de nanómetros de diámetro, se calienta cuando se expone a un potente campo magnético. Su propósito es llevar calor directamente a los tumores. Investigación de materiales, realizado en parte en el NIST Center for Neutron Research (NCNR), reveló un comportamiento magnético que resultó contradictorio para el equipo científico, un hallazgo que afectará qué partículas se eligen para un tratamiento en particular.

Elegir el tipo correcto de partículas es importante porque, dependiendo de su estructura, entregan una dosis diferente de calor al cáncer. Algunos se calientan rápidamente al principio, mientras que otros requieren un campo magnético más fuerte para ponerse en marcha pero, en última instancia, entregan más calor.

"Desea diseñar sus nanopartículas para el tipo de cáncer que está tratando, ya sea localizado o diseminado por el cuerpo, "dice Cindi Dennis del NIST." La cantidad de electricidad necesaria para crear el campo puede ser de 100 kilovatios o más. Eso cuesta mucho dinero por eso queremos ayudar a diseñar partículas que hagan el mejor trabajo ".

Aunque el campo magnético aplicado para la hipertermia es de 100 a 1, 000 veces más débil que el que se usa normalmente para imágenes de resonancia magnética, Dennis explica, es un campo alterno (la polaridad magnética cambia rápidamente), que requiere mucha más potencia.

Con colegas de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, la Universidad de Manitoba y en la industria, el equipo estudió dos tipos de nanopartículas de óxido de hierro, cada uno de los cuales tiene una estructura interna diferente. En uno, los cristales de óxido de hierro se apilan ordenadamente, como ladrillos en una pared; en el otro, el arreglo es más desordenado, como pelotas en un corralito. Mientras somete a ambos tipos a un campo magnético alterno, el equipo descubrió que los que estaban cuidadosamente apilados necesitaban un campo más fuerte de lo esperado para calentarse, mientras las partículas fortuitas se calentaron más rápidamente, incluso cuando el campo aún estaba débil.

Fue necesario un viaje al NCNR para descubrir por qué estas nanopartículas actuaban de manera extraña. Los experimentos de neutrones mostraron regiones de diferentes tamaños y formas en las partículas. Dentro de cada región, los llamados momentos magnéticos son uniformes y apuntan en la misma dirección. Pero las regiones en sí mismas no se alinearon entre sí. Este comportamiento inesperado entre regiones, resulta, afecta profundamente la respuesta de las nanopartículas a un campo magnético ".

Los materiales a menudo se comportan de forma inesperada en la nanoescala, y aquí tenemos otro ejemplo de eso, ", Dice Dennis." Esperamos que ayude a diseñar mejores tratamientos contra el cáncer. Un cáncer localizado podría tratarse con nanopartículas que emiten mucho calor de inmediato porque el campo puede enfocarse en una región pequeña ".