Un grupo de investigadores del MIPT junto con sus colegas de Moscú, Nizhny Novgorod, Australia y los Países Bajos han llevado a cabo el primer estudio sistemático que analiza la seguridad de las denominadas nanopartículas de conversión ascendente que pueden usarse para tratar el cáncer de piel y otras enfermedades de la piel. Este estudio es uno de los pasos más importantes en el camino hacia nuevos métodos seguros y eficaces para diagnosticar y tratar el cáncer.

Fue en 1908 cuando al naturalista y médico alemán Paul Ehrlich se le ocurrió la idea de una "bala mágica", un fármaco que combatiría únicamente los microbios patógenos o las células cancerosas. sin afectar las células sanas. Un siglo después Los químicos y los médicos están más cerca que nunca de hacer realidad esta idea, gracias a la nanotecnología.

Entrando en el cuerpo las nanopartículas de ciertas sustancias pueden acumularse en las células tumorales, "ignorando" a los sanos. Es posible unir moléculas de medicamentos o agentes de diagnóstico a tales nanopartículas para encontrar células cancerosas y destruirlas sin dañar las otras células del cuerpo.

Para este propósito, los investigadores utilizan nanopartículas de oro y materiales ferromagnéticos, calentándolos con corrientes eléctricas de alta frecuencia para que maten las células cancerosas desde el interior. Uno de los tipos de nanopartículas más prometedores para diagnosticar y tratar el cáncer son las denominadas nanopartículas de conversión ascendente (UCNP). Convierten la radiación del infrarrojo cercano, que puede penetrar profundamente en el tejido humano, en luz visible, haciendo posible la detección de células cancerosas en los tejidos corporales, cámbielos y controle el progreso del tratamiento. Los UCNP se pueden configurar para que liberen medicamentos con la ayuda de la luz.

Sin embargo, antes de desarrollar métodos terapéuticos basados ​​en el uso de nanopartículas, Debe determinarse si causan algún daño a las células sanas o no, ese es el tema de la investigación realizada por Elena Petersen e Inna Trusova de MIPT y sus colegas de Moscú. Nizhny Novgorod, Australia y Holanda.

"A pesar de que existe una gran cantidad de estudios sobre la citotoxicidad de las UCNP, todos ellos son circunstanciales de alguna manera, porque el estudio de este problema era periférico para sus autores, "dice Petersen, el jefe del Laboratorio de Tecnologías Celulares y Moleculares del MIPT. "Hemos realizado el primer estudio sistemático de los efectos de las nanopartículas en las células".

Los investigadores estudiaron las propiedades de uno de los tipos más comunes de UCNP, que se deriva del fluoruro de itrio sódico (Na [YF4]) dopado con los elementos de las tierras raras erbio e iterbio. El grupo probó cómo estas nanopartículas son absorbidas por los fibroblastos (las células del tejido conectivo humano) y los queratinocitos (células epidérmicas). y estudió cómo las nanopartículas afectan la viabilidad celular.

Los resultados muestran que la citotoxicidad de las UCNP depende del tipo de célula. No son tóxicos para los fibroblastos dérmicos y ligeramente tóxicos para los queratinocitos. Sin embargo, la toxicidad para los queratinocitos depende de la concentración de las nanopartículas, lo que significa que estas células se pueden utilizar como indicador biológico para evaluar la seguridad de diferentes tipos de UCNP.

Además de las nanopartículas "desnudas", Allí, los investigadores probaron varias modificaciones de nanopartículas recubiertas de polímero. En estos casos, la diferencia entre la respuesta de los fibroblastos y los queratinocitos fue aún mayor, por ejemplo, las partículas recubiertas de polietilenimina interfirieron con el metabolismo intracelular de los queratinocitos, pero no tuvo ningún efecto sobre los fibroblastos. El grupo identificó los tipos de recubrimiento de polímero que hacían que las nanopartículas fueran lo más seguras posible.

"Este estudio es un paso importante hacia el uso de UCNP para diagnosticar y tratar el cáncer de piel y otras enfermedades de la piel, "dice Petersen. Según ella, ya existen estudios sobre el uso de nanopartículas para el tratamiento de enfermedades de la piel, pero para utilizarlos a gran escala, es necesario demostrar que son seguros y eficientes.