Diminuto, Las nanopartículas cubiertas de melanina pueden proteger la médula ósea de los efectos nocivos de la radioterapia. según científicos de la Facultad de Medicina Albert Einstein de la Universidad Yeshiva que probaron con éxito la estrategia en modelos de ratones. La infusión de estas partículas en pacientes humanos puede ser prometedora en el futuro. La investigación se describe en el número actual de la Revista Internacional de Oncología Radioterápica, Biología y Física .

La radioterapia se usa para destruir células cancerosas y encoger tumores. Pero debido a que la radiación también daña las células normales, los médicos deben limitar la dosis. Melanina, el pigmento natural que da color a la piel y al cabello, ayuda a proteger la piel de los efectos dañinos de la luz solar y se ha demostrado que protege contra la radiación.

"Una técnica para proteger las células normales del daño por radiación permitiría a los médicos administrar dosis más altas de radiación a los tumores, hacer que el tratamiento sea más efectivo, "dijo Ekaterina Dadachova, Doctor., profesor asociado de medicina nuclear y de microbiología e inmunología y el académico de la facultad Sylvia y Robert S. Olnick en investigación del cáncer en Einstein, así como autor principal del estudio.

En investigaciones publicadas anteriormente, La Dra. Dadachova y sus colegas demostraron que la melanina protege contra la radiación al ayudar a prevenir la formación de radicales libres, que causan daño al ADN, y eliminando los radicales libres que se forman.

"Queríamos idear una forma de proporcionar melanina protectora a la médula ósea, "dijo la Dra. Dadachova." Ahí es donde se forma la sangre, y las células madre de la médula ósea que producen células sanguíneas son extremadamente susceptibles a los efectos dañinos de la radiación ".

La Dra. Dadachova y sus colegas se enfocaron en empaquetar melanina en partículas tan pequeñas que no quedarían atrapadas en los pulmones. hígado o bazo. Crearon "nanopartículas de melanina" recubriendo partículas diminutas (20 nanómetros de diámetro) de sílice (arena) con varias capas de pigmento de melanina que sintetizaron en su laboratorio.

Los investigadores encontraron que estas partículas se alojaban con éxito en la médula ósea después de inyectarse en ratones. Luego, en una serie de experimentos, investigaron si sus nanopartículas protegerían la médula ósea de ratones tratados con dos tipos de radiación.

En el primer experimento, a un grupo de ratones se le inyectaron nanopartículas y a un segundo grupo no. Tres horas mas tarde, ambos grupos estuvieron expuestos a la radiación de todo el cuerpo. Durante los próximos 30 días, los investigadores controlaron la sangre de los ratones, buscando signos de daño en la médula ósea, como disminución del número de glóbulos blancos y plaquetas.

Comparado con el grupo de control, a los que recibieron nanopartículas de melanina antes de la exposición a la radiación les fue mucho mejor; sus niveles de glóbulos blancos y plaquetas cayeron mucho menos precipitadamente. Diez días después de la irradiación, por ejemplo, los niveles de plaquetas habían caído solo un 10 por ciento en los ratones que habían recibido nanopartículas en comparación con una disminución del 60 por ciento en los ratones no tratados. Es más, los niveles de glóbulos blancos y plaquetas volvieron a la normalidad mucho más rápidamente que en los ratones de control.

Un segundo experimento evaluó no solo la protección de la médula ósea, sino también si las nanopartículas podrían tener el efecto indeseable de infiltrar y proteger los tumores a los que se dirige la radiación. A dos grupos de ratones se les inyectaron células de melanoma que formaron tumores de melanoma. Después de inyectar nanopartículas de melanina a un grupo de ratones, ambos grupos recibieron un tratamiento de radiación experimental diseñado por la Dra. Dadachova y sus colegas específicamente para tratar el melanoma.

Este tratamiento utiliza un isótopo emisor de radiación "superpuesto" a un anticuerpo que se une a la melanina. Cuando se inyecta en el torrente sanguíneo, los anticuerpos se adhieren a las partículas de melanina libres liberadas por las células dentro de los tumores de melanoma. Luego, sus isótopos emiten radiación que mata las células tumorales de melanoma cercanas.

Siguiendo el segundo experimento, los tumores de melanoma se redujeron significativamente y en la misma medida en ambos grupos de ratones, lo que indica que las nanopartículas melanizadas no interfirieron con la eficacia de la radioterapia. Una vez mas, las nanopartículas melanizadas evitaron el daño de la médula ósea inducido por la radiación:entre el tercer y el séptimo día después de la administración de la radioterapia de anticuerpo-isótopo, los ratones inyectados con nanopartículas experimentaron una caída en los glóbulos blancos que fue significativamente menor que en los ratones no tratados previamente con nanopartículas.

"La capacidad de proteger la médula ósea permitirá a los médicos utilizar radioterapias más extensas para matar el cáncer y, con suerte, esto se traducirá en mayores tasas de respuesta tumoral". "dijo Arturo Casadevall, MARYLAND., Doctor., profesor de medicina y de microbiología e inmunología, la Cátedra Leo y Julia Forchheimer en Microbiología e Inmunología, y coautor del estudio.

Algunas nanopartículas aún se pueden encontrar en la médula ósea 24 horas después de su inyección, lo que no debería suponer un problema. "Dado que las células fagocíticas eliminan rápidamente las nanopartículas, es poco probable que dañen la médula ósea, ", dijo la Dra. Dadachova." No detectamos ningún efecto secundario asociado con la administración de las partículas ".

"Estos resultados son alentadores para otras posibles aplicaciones de la melanina, incluida la radioprotección de otros tejidos sensibles a la radiación, como el tracto gastrointestinal, "señaló Andrew Schweitzer, MARYLAND., anteriormente fue miembro del Instituto Médico Howard Hughes en Einstein y autor principal del estudio.

Los ensayos clínicos que prueben si las nanopartículas melanizadas podrían proteger a los pacientes con cáncer que se someten a radioterapia podrían comenzar en dos o tres años. El Dr. Dadachova predijo. También señaló que las nanopartículas melanizadas también podrían tener otras aplicaciones, como proteger a los trabajadores encargados de limpiar accidentes nucleares, proteger a los astronautas contra la exposición a la radiación en el espacio, o incluso proteger a las personas después de un ataque nuclear.