Los científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU Singapur) han inventado una nueva forma de administrar medicamentos contra el cáncer en las células tumorales.

Los científicos de NTU crean burbujas de gas de tamaño micro recubiertas con partículas de medicamentos contra el cáncer y nanopartículas de óxido de hierro. y luego use imanes para dirigir estas burbujas para que se junten alrededor de un tumor específico.

Luego se usa ultrasonido para hacer vibrar las microburbujas, proporcionando la energía para dirigir las partículas del fármaco hacia un área objetivo.

Esta innovadora técnica fue desarrollada por un equipo multidisciplinario de científicos, dirigido por el profesor adjunto Xu Chenjief de la Facultad de Ingeniería Química y Biomédica y el profesor adjunto Claus-Dieter Ohl de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas.

Las microburbujas de NTU se probaron con éxito en ratones y el estudio fue publicado por Nature Publishing Group en Materiales de Asia , la principal revista de ciencias de los materiales en la región de Asia y el Pacífico.

Superar las limitaciones de la quimioterapia

Profesor asistente Xu, quien también es investigador en el NTU-Northwestern Institute for Nanomedicine, dijo que su nuevo método podría resolver algunos de los problemas más urgentes que enfrenta la quimioterapia utilizada para tratar el cáncer.

El problema principal es que los fármacos de quimioterapia actuales son en gran parte no dirigidos. Las partículas de la droga fluyen en el torrente sanguíneo, dañando tanto las células sanas como las cancerosas. Típicamente, Estos medicamentos se eliminan rápidamente en órganos como los pulmones y el hígado. limitando su eficacia.

Los medicamentos restantes tampoco pueden penetrar profundamente en el núcleo del tumor, dejando vivas algunas células cancerosas, lo que podría conducir a un resurgimiento del crecimiento tumoral.

"La primera característica única de nuestras microburbujas es que son magnéticas. Después de inyectarlas en el torrente sanguíneo, podemos juntarlos alrededor del tumor usando imanes y asegurarnos de que no maten las células sanas, "explica Asst Prof Xu, quien ha estado trabajando en el diagnóstico del cáncer y sistemas de administración de medicamentos desde 2004.

"Más importante, Nuestro invento es el primero de su tipo que permite que las partículas del fármaco se dirijan profundamente al interior de un tumor en unos pocos milisegundos. Pueden penetrar una profundidad de 50 capas de células o más, lo que equivale a unos 200 micrómetros. dos veces el ancho de un cabello humano. Esto ayuda a garantizar que los medicamentos puedan llegar a las células cancerosas en la superficie y también al interior del núcleo del tumor ".

Profesora Clínica Asociada Chia Sing Joo, consultor senior en el Centro de Endoscopia del Hospital Tan Tock Seng y en la Clínica de Urología y Continencia, fue uno de los consultores para este estudio.

Un cirujano robótico capacitado con experiencia en el tratamiento de la próstata, cáncer de vejiga y riñón, Assoc Prof Chia dijo:"Para que los medicamentos contra el cáncer logren su máxima eficacia, necesitan penetrar en el tumor de manera eficiente para llegar al cistoplasma de todas las células cancerosas que están siendo atacadas sin afectar las células normales.

"En la actualidad, estos se pueden lograr mediante una inyección directa en el tumor o mediante la administración de una gran dosis de medicamentos contra el cáncer, que puede ser doloroso, costoso, poco práctico y podría tener varios efectos secundarios ".

El especialista en Uro-oncología agregó que si la tecnología de NTU resulta viable, los médicos podrían localizar y concentrar los medicamentos contra el cáncer alrededor de un tumor, e introduzca los medicamentos profundamente en los tejidos tumorales en solo unos segundos utilizando un sistema de ultrasonido clínico.

"Si tiene éxito, Creo que puede ser una buena alternativa de tratamiento en el futuro, uno que sea de bajo costo pero efectivo para el tratamiento de cánceres que involucran tumores sólidos, ya que podría minimizar los efectos secundarios de las drogas ".

Nuevo sistema de administración de fármacos

La motivación de este proyecto de investigación es encontrar soluciones alternativas para los sistemas de administración de fármacos que sean no invasivos y seguros.

El ultrasonido utiliza ondas sonoras con frecuencias más altas que las que escucha el oído humano. Se usa comúnmente para imágenes médicas, como para obtener imágenes de diagnóstico.

Imanes que puede dibujar y atraer las microburbujas, ya se utilizan en máquinas de diagnóstico como la resonancia magnética (MRI).

"Estamos buscando desarrollar nuevos portadores de medicamentos, esencialmente mejores formas de administrar medicamentos con efectos secundarios mínimos, "explicó el profesor Ohl, un experto en biofísica que había publicado estudios previos sobre sistemas de administración de fármacos y dinámica de burbujas.

"La mayoría de los prototipos de sistemas de administración de fármacos en el mercado enfrentan tres desafíos principales antes de que puedan tener éxito comercial:deben ser no invasivos, amigable para el paciente y, sin embargo, rentable.

"Utilizando la teoría de las microburbujas y cómo su superficie vibra bajo ultrasonido, pudimos encontrar nuestra solución que aborda estos tres desafíos ".

Equipo interdisciplinario

Este estudio, que tomó dos años y medio, involucró a un equipo interdisciplinario internacional de 12 hombres compuesto por científicos de la NTU, así como científicos de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong y la Universidad de Tel Aviv en Israel. También formaron parte del equipo dos estudiantes universitarios de NTU que estaban haciendo su Proyecto de Fin de Año y un estudiante del Programa de Pasantías de Investigación de Verano (NTU).

Avanzando el equipo adoptará este nuevo sistema de administración de fármacos en estudios sobre cáncer de pulmón e hígado utilizando modelos animales, y eventualmente estudios clínicos.

Calculan que pasarán otros ocho a diez años antes de que llegue a los ensayos clínicos en humanos.