El uso de diminutas "nanocapas" de oro para administrar solo un poco de calor a las células del tumor de mama ya tratadas con radiación aumenta el potencial de muerte del tratamiento, no solo reduciendo el tumor sino también eliminando las células madre cancerosas. dijeron investigadores del Hospital Metodista, Baylor College of Medicine y el Centro Oncológico M. D. Anderson de la Universidad de Texas en un informe para Medicina traslacional de la ciencia .
En estudios de células tumorales cultivadas en el laboratorio y de ratones con los tumores humanos y de ratón más agresivos, Los investigadores encontraron que la radiación más nanocapas de oro calentadas con un láser de infrarrojo cercano no solo redujeron los tumores sino que disminuyeron drásticamente la población de células madre cancerosas. dijo Rachel Atkinson, el estudiante de posgrado de Baylor que es el primer autor del informe. Sus mentores son el Dr. Jeffrey Rosen, profesor de biología molecular y celular y miembro del Centro Oncológico Dan L. Duncan, designado por el NCI, y la Dra. Jenny C. Chang, ex profesor de BCM que ahora es director del Methodist Cancer Center. Ambos son autores principales del informe.
Atkinson dijo:"Me topé con esto cuando era un estudiante de posgrado de primer año. Estaba trabajando con radiación y células madre cancerosas, que son resistentes a la quimioterapia y la radioterapia. Había tratado mis células con radiación y las dejé durante el fin de semana. Cuando volví el lunes Me decepcionó porque mis células madre cancerosas estaban muertas y las células normales estaban bien ".
Abrió la incubadora y sus gafas se empañaron, dándole una pista de que la temperatura había subido durante el fin de semana. Esa fue la pista de que el calor más la radiación parecía ser efectivo contra las obstinadas células madre.
Lo siguió con diferentes tipos de células tumorales y estaba a punto de publicar sus datos cuando se enteró de un grupo en M.D. Anderson que usaba nanoconchas para administrar hipertermia y sensibilizar los tumores a la radioterapia. Estos estudios originales habían demostrado que la hipertermia administrada a través de nanoconchas aumenta la perfusión de los tumores con oxígeno y también interrumpe focalmente el suministro de sangre a los tumores. ambos mejoran la eficacia de la radiación. Decidieron colaborar para determinar qué efecto tendría el calor entregado por las nanocapas en tumores altamente resistentes en ratones.
Atkinson eligió dos tumores de mama agresivos que representan uno de los peores tipos de cáncer de mama:cáncer de mama triple negativo, que carece de receptores cruciales que puedan hacer que se pueda atacar con fármacos específicos. También trabajó con ratones que tenían tumores humanos del mismo tipo.
Cuando trató los tumores solo con radiación, los tumores se encogerían, pero un gran porcentaje de las células que quedaron fueron células madre cancerosas, que podría volver a hacer crecer el tumor. Agregar solo un poco de calor, de 37 grados C (98,6 grados F) a 42 grados C (107,6 grados F), a través de las nanocapas redujo drásticamente la población de células madre.
"Las células madre cancerosas fueron más sensibles al tratamiento combinado que la mayor parte del tumor. Esta es la respuesta exactamente opuesta que vemos con la radiación solamente, " ella dijo.
Cuando Atkinson trasplantó células de los tumores tratados a ratones, encontró que los tumores eran menos agresivos y parecían (fenotipo) más diferenciados que los tumores tratados solo con radiación. Cuando miró los tumores que crecieron después del trasplante, ella encontró que los tumores indiferenciados habían cambiado, cada vez más diferenciado con la formación de conductos y lúmenes típicos de la arquitectura mamaria.
"La ventaja de las nanocapas es que no calienta todo el ratón, ", dijo Rosen. Estudios anteriores sobre el efecto del calor en el cáncer han utilizado el calentamiento de todo el cuerpo, que puede tener efectos secundarios graves. En este caso, las nanoconchas de oro, que son esferas de sílice de 100 nanómetros con conchas de oro, invadir el tumor a través de los vasos sanguíneos con fugas que lo nutren. (Un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro). Usaron un láser especial de infrarrojo cercano para calentar las nanocapas durante unos 20 minutos.
"Nos estábamos centrando en las células madre del cáncer, no solo el encogimiento del tumor. Disminuir el tamaño del tumor no es un buen criterio de valoración. Puede encoger el tumor con medicamentos o radiación, pero no mata las células madre, "dijo Rosen, que es un pionero en el campo. "Lo que Rachel mostró usando modelos de ratón y xenoinjertos está conduciendo a ensayos clínicos en pacientes".
"Estos hallazgos pueden tener tremendas implicaciones clínicas. El uso de nanocapas de oro con calentamiento y radiación podría eliminar las células madre cancerosas, así como la mayor parte del tumor". que puede mejorar la supervivencia en mujeres con cáncer de mama, "dijo Chang.
Atkinson también descubrió que con la adición de hipertermia, las células cancerosas no podían reparar el daño hecho a su ADN y la mayoría de ellas murieron. El calor también impidió que las células aumentaran los niveles de la mayoría de las proteínas de choque térmico. ella dijo. La única proteína de choque térmico que aumentó puede explicar por qué algunas de las células madre progresaron a un estado más diferenciado.
Un resumen del editor en la revista señaló:"Aunque las nanocapas de oro aún requieren más pruebas, los tratamientos de hipertermia ya se encuentran en ensayos clínicos, y la radiación ionizante es un elemento básico de la terapia contra el cáncer. Esto sugiere que la terapia dual contra el cáncer de hipertermia-radiación de Atkinson et al. debe ser compatible con un entorno clínico ".
