Un grupo internacional de científicos dirigido por Gang Han, Doctor, en la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts, ha combinado un nuevo tipo de nanopartícula con una terapia fotodinámica aprobada por la FDA para matar eficazmente las células cancerosas profundas in vivo con un daño mínimo al tejido circundante y menos efectos secundarios que la quimioterapia. Esta nueva y prometedora estrategia de tratamiento podría ampliar el uso actual de terapias fotodinámicas para acceder a tumores cancerosos profundos.

"Estamos muy entusiasmados con el potencial de la práctica clínica utilizando nuestras nanopartículas de emisión roja mejoradas combinadas con la terapia farmacológica fotodinámica aprobada por la FDA para matar células malignas en tumores más profundos". "dijo el Dr. Han, autor principal del estudio y profesor asistente de bioquímica y farmacología molecular en la UMMS. "Hemos podido hacer esto con biocompatibles de bajo consumo, luz infrarroja cercana de 980 nm que penetra en los tejidos profundos ".

En terapia fotodinámica, también conocido como PDT, el paciente recibe un fármaco sensible a la luz no tóxico, que es absorbido por todas las células del cuerpo, incluidos los cancerosos. Las luces láser rojas específicamente sintonizadas con las moléculas del fármaco se encienden selectivamente en el área del tumor. Cuando la luz roja interactúa con el fármaco fotosensible, produce una forma de oxígeno altamente reactiva (oxígeno singlete) que mata las células cancerosas malignas y deja ilesas a la mayoría de las células vecinas.

Debido a la capacidad limitada de la luz roja para penetrar en el tejido, sin embargo, Las terapias fotodinámicas actuales solo se utilizan para el cáncer de piel o lesiones en tejidos muy superficiales. La capacidad de alcanzar células cancerosas más profundas podría extender el uso de terapias fotodinámicas.

En una investigación publicada en línea por la revista ACS Nano de la Sociedad Química Estadounidense, Han y sus colegas describen una estrategia novedosa que hace uso de una nueva clase de nanopartículas de conversión ascendente (UCNP), una milmillonésima parte de un metro de tamaño, que puede actuar como una especie de estación de relevo. Estos UCNP se administran junto con el fármaco fotodinámico y convierten la luz infrarroja cercana de penetración profunda en la luz roja visible que se necesita en las terapias fotodinámicas para activar el fármaco que mata el cáncer.

Para lograr esta conversión de luz, Han y sus colegas diseñaron un UCNP para tener mejores emisiones en la parte roja del espectro al recubrir las nanopartículas con fluoruro de calcio y aumentar el dopaje de las nanopartículas con iterbio.

En sus experimentos, los investigadores utilizaron el de bajo costo, El ácido aminolevulínico, fármaco fotosensibilizador aprobado por la FDA, y lo combinó con los UCNP de emisión roja aumentada que habían desarrollado. Luego, se encendió la luz del infrarrojo cercano en la ubicación del tumor. Han y sus colegas demostraron que los UCNP convirtieron con éxito la luz del infrarrojo cercano en luz roja y activaron el fármaco fotodinámico a niveles más profundos que los que se pueden lograr actualmente con los métodos de terapia fotodinámica. Realizado tanto in vitro como con modelos animales, la terapia de combinación mostró una destrucción mejorada del tumor canceroso usando una potencia láser más baja.

Yong Zhang, Doctor, catedrático de la Universidad Nacional de Singapur y líder en el desarrollo y aplicación de nanopartículas de conversión ascendente, que no participó en el estudio, dijo que al diseñar con éxito las emisiones rojas amplificadas en estas nanopartículas, el equipo de investigación ha creado la terapia fotodinámica más profunda de la historia utilizando un fármaco aprobado por la FDA.

"Esta terapia es muy prometedora como asesino no invasivo de tumores malignos que tienen más de 1 cm de profundidad:cáncer de mama, cáncer de pulmón, y cáncer de colon, por ejemplo, sin los efectos secundarios de la quimioterapia, "Dijo Zhang.

Han dijo:"Este enfoque es un nuevo y emocionante desarrollo para el tratamiento del cáncer que es a la vez eficaz y no tóxico, y también abre nuevas oportunidades para el uso de nanopartículas de emisión roja aumentada en otras aplicaciones fotónicas y biofotónicas ".