El esquema muestra cómo se pueden eliminar del cuerpo los líquidos que contienen células cancerosas de ovario, tratado con nanopartículas magnéticas para eliminar las células, luego regresó al cuerpo. (Cortesía de Ken Scarberry)
(PhysOrg.com) - Un artículo publicado en la edición de enero de la revista. Nanomedicina podría proporcionar la base para una nueva opción de tratamiento del cáncer de ovario, una que utilizaría un dispositivo de filtración fuera del cuerpo para eliminar una gran parte de las células cancerosas que flotan libremente y que a menudo crean tumores secundarios.
Investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia han formado una empresa de nueva creación y están trabajando con una empresa de dispositivos médicos para diseñar un sistema de tratamiento prototipo que utilizaría nanopartículas magnéticas diseñadas para capturar células cancerosas. Agregado a los líquidos extraídos del abdomen de un paciente, las nanopartículas magnéticas se adherirían a las células cancerosas que flotan libremente, permitiendo que tanto las nanopartículas como las células cancerosas sean eliminadas por filtros magnéticos antes de que los fluidos regresen al cuerpo del paciente.
En ratones con células cancerosas de ovario que flotan libremente, un único tratamiento con un prototipo temprano del sistema de filtración magnética de nanopartículas capturó suficientes células cancerosas para que los ratones tratados vivieran casi un tercio más que los no tratados. Los investigadores esperan que múltiples tratamientos extiendan el beneficio de longevidad, aunque se necesitarán investigaciones adicionales para documentar eso y determinar las mejores opciones de tratamiento.
"Casi nadie muere de cáncer de ovario primario, "dijo John McDonald, profesor de la Facultad de Biología de Georgia Tech y científico investigador jefe del Instituto de Cáncer de Ovario de Atlanta. "Puede extirpar el cáncer primario, pero el problema es la metástasis. Gran parte de la metástasis en el cáncer de ovario proviene de las células cancerosas que se desprenden de la cavidad abdominal y propagan la enfermedad de esa manera ".
El sistema de extracción que está desarrollando McDonald y el becario postdoctoral Ken Scarberry, que también es director ejecutivo de la empresa emergente Sub-Micro, debería ralentizar la progresión del tumor en los seres humanos. Puede reducir la cantidad de células cancerosas que flotan libremente lo suficiente como para que otros tratamientos, y el propio sistema inmunológico del cuerpo, podría mantener la enfermedad bajo control.
"Si puede reducir la metástasis, Puede mejorar la esperanza de vida de la persona con la enfermedad y tener más posibilidades de tratarla de forma eficaz. ", dijo McDonald." Uno de los objetivos es hacer del cáncer una enfermedad crónica que pueda tratarse eficazmente durante un período prolongado. Si no podemos curarlo quizás podamos ayudar a la gente a vivir con ello ".
Estudios in vitro anteriores publicados por los autores del artículo de Nanomedicine mostraron que las nanopartículas magnéticas podrían eliminar selectivamente las células de cáncer de ovario humano del líquido ascítico. que se acumula en las cavidades peritoneales de pacientes con cáncer de ovario. Las nanopartículas están diseñadas con ligandos que les permiten unirse selectivamente a las células cancerosas.
Los investigadores creen que el tratamiento del líquido extraído del cuerpo evita posibles problemas de toxicidad que podrían resultar de la introducción de nanopartículas en el cuerpo. aunque se necesitan más estudios para confirmar que el tratamiento no tendría efectos adversos.
El estudio recientemente publicado en Nanomedicine utilizó tres conjuntos de ratones hembra para estudiar el beneficio del sistema de filtración magnética de nanopartículas. A cada ratón se le inyectaron aproximadamente 500, 000 células de cáncer de ovario murino, que se multiplican rápidamente - cada célula se duplica en aproximadamente 15 horas.
Las nanopartículas magnéticas suspendidas en un líquido son atraídas por un imán. Las nanopartículas podrían unirse a las células cancerosas y luego eliminarse del cuerpo con filtración magnética. Crédito:Crédito:Gary Meek
En el grupo experimental, los investigadores, que incluían al científico investigador Roman Mezencev, extrajeron líquido del abdomen de los ratones inmediatamente después de la inyección de las células cancerosas. Luego agregaron las nanopartículas magnéticas al fluido, les permitió mezclarse, luego eliminó magnéticamente las nanopartículas junto con las células cancerosas adheridas antes de devolver el líquido. Los pasos se repitieron seis veces para cada ratón.
Un grupo de control no recibió ningún tratamiento, mientras que un segundo grupo de control se sometió al mismo tratamiento que el grupo experimental, pero sin las nanopartículas magnéticas. Los ratones de los dos grupos de control sobrevivieron una mediana de 37 días, mientras que los ratones tratados vivieron 12 días más, un aumento del 32 por ciento en la longevidad.
Aunque se deben realizar muchas más investigaciones antes de que la técnica pueda probarse en humanos, McDonald y Scarberry imaginan un sistema muy similar al que usan ahora los pacientes de diálisis renal, pero con una solución tampón que circula a través de la cavidad peritoneal para recoger las células cancerosas.
"Lo que estamos desarrollando es similar a la hemofiltración o la diálisis peritoneal en la que el paciente podría acudir a una clínica y conectarse al dispositivo un par de veces a la semana, "dijo Scarberry." El tratamiento no es muy invasivo, por lo que podría repetirse a menudo ".
El nuevo tratamiento podría usarse junto con la quimioterapia y la radiación existentes. Reducir la cantidad de células cancerosas que flotan libremente podría permitir una reducción de la quimioterapia, que a menudo tiene efectos secundarios debilitantes, Dijo Scarberry. El nuevo sistema de tratamiento podría usarse para capturar células cancerosas derramadas inmediatamente después de la cirugía en un tumor primario.
Los investigadores esperan tener un dispositivo prototipo de circulación y filtración listo para ser probado dentro de tres años. Después de eso, vendrán estudios sobre el mejor régimen de tratamiento, examinar cuestiones como el número de nanopartículas magnéticas que se deben utilizar, el número de tratamientos y el espaciamiento de los tratamientos. Si tienen éxito, la empresa trabajará con la FDA para diseñar ensayos clínicos en humanos.
Los investigadores también estudian cómo sus nanopartículas magnéticas podrían diseñarse para capturar células madre de cáncer de ovario. que no se ven afectados por la quimioterapia existente. La eliminación de esas células podría ayudar a eliminar una potente fuente de nuevas células cancerosas.
La investigación ha sido apoyada por Georgia Research Alliance (GRA), el Instituto de Cáncer de Ovario, la Fundación de la Familia Robinson y la Fundación Deborah Nash Harris. Miembro del programa acelerador de startups ATDC de Georgia Tech y empresa GRA VentureLab, Sub-Micro también ha recaudado fondos privados para respaldar el desarrollo de su prototipo.
Los desafíos futuros incluyen garantizar que las nanopartículas no puedan pasar por alto el sistema de filtración para ingresar al cuerpo, y controlar el riesgo de infección causado por la apertura de la cavidad peritoneal.
Más allá del cáncer los investigadores creen que su enfoque podría ser útil para tratar otras enfermedades en las que podría ser útil una reducción de las células cancerosas circulantes o las partículas de virus. El uso de nanopartículas magnéticas diseñadas para capturar el VIH podría ayudar a reducir el contenido viral en el torrente sanguíneo. por ejemplo.
"Una tecnología como esta tiene muchas posibilidades diferentes, ", dijo Scarberry." Actualmente estamos desarrollando la tecnología para controlar la diseminación metastásica del cáncer de ovario, pero una vez que tengamos un dispositivo que pueda aislar de manera eficiente y efectiva las células cancerosas de los fluidos circulantes, incluyendo sangre, tendríamos otras oportunidades ".
