Los investigadores del Wake Forest Baptist Medical Center han modificado polímeros conductores de electricidad, comúnmente utilizado en aplicaciones de energía solar, para desarrollar nanopartículas de polímero (NP) revolucionarias para una aplicación médica. Cuando las nanopartículas se exponen a la luz infrarroja, generan calor que puede usarse para matar las células de cáncer colorrectal.
El estudio fue dirigido por el Profesor Asistente de Cirugía Plástica y Reconstructiva, Nicole H. Levi-Polyachenko, Doctor., y realizado en colaboración con colegas del Centro de Nanotecnología y Materiales Moleculares de la Universidad Wake Forest. Este estudio se publicó recientemente en línea, ya disponible, en el diario, Biociencia macromolecular .
Levi-Polyachenko y su equipo descubrieron una formulación novedosa que otorga a los polímeros dos capacidades importantes para aplicaciones médicas:los polímeros se pueden convertir en nanopartículas que se dispersan fácilmente en agua y generan mucho calor cuando se exponen a la luz infrarroja.
Los resultados de este estudio mostraron que cuando las células de cáncer colorrectal incubadas con las NP se expusieron a cinco minutos de luz infrarroja, el tratamiento mató hasta el 95 por ciento de las células. "Los resultados de este estudio demuestran cómo se están desarrollando nuevos avances médicos a partir de la investigación de la ciencia de los materiales, "dijo Levi-Polyachenko.
El equipo fabricó nanopartículas de polímero y demostró que podían someterse a ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento sin afectar su capacidad de calentamiento. Esto ofrece ventajas sobre las nanopartículas metálicas, que puede derretirse durante los tratamientos fototérmicos, conduciendo a una pérdida de eficiencia de calefacción. Esto también permite que los tratamientos posteriores se dirijan a las células que son resistentes a la muerte inducida por el calor.
Un desafío con otros polímeros conductores de electricidad que se han explorado recientemente para la terapia fototérmica es que estos otros polímeros absorben una amplia gama de luz infrarroja. Christopher M. MacNeill, Doctor., investigador postdoctoral en Wake Forest y primer autor del artículo, observó que, "Hemos utilizado específicamente polímeros conductores de electricidad diseñados para absorber una región muy estrecha de luz infrarroja, y también se han desarrollado pequeños, 50-65 nm, nanopartículas de polímero para optimizar tanto el transporte biológico como la transferencia de calor ". Por ejemplo, 50 nm es aproximadamente 2000 veces más pequeño que un cabello humano.
Además, las nuevas NP son orgánicas y no mostraron ninguna evidencia de toxicidad, aliviar las preocupaciones sobre el efecto de las nanopartículas que potencialmente pueden permanecer en el cuerpo.
"Hay mucha más investigación por hacer para que estas nuevas nanopartículas se puedan utilizar de forma segura en los pacientes, "Levi-Polyachenko advirtió, "pero el campo de los polímeros conductores de electricidad es amplio y ofrece muchas oportunidades para desarrollar nanopartículas orgánicas para generar calor localmente en un tejido. Estamos muy entusiasmados con las futuras aplicaciones médicas que utilizan estas nuevas nanopartículas, incluyendo un enfoque alternativo para el tratamiento del cáncer colorrectal ".
