Los investigadores de Stanford descubrieron accidentalmente que las nanopartículas de hierro inventadas para el tratamiento de la anemia tienen otro uso:activar la capacidad del sistema inmunológico para destruir las células tumorales.

Las nanopartículas de hierro pueden activar el sistema inmunológico para atacar las células cancerosas, según un estudio dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford.

Las nanopartículas, que están disponibles comercialmente como el suplemento de hierro inyectable ferumoxitol, están aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos para tratar la anemia por deficiencia de hierro.

El estudio con ratones encontró que el ferumoxitol estimula a las células inmunitarias llamadas macrófagos asociados a tumores para destruir las células cancerosas. sugiriendo que las nanopartículas podrían complementar los tratamientos contra el cáncer existentes. El descubrimiento, descrito en un artículo publicado en línea el 26 de septiembre en Nanotecnología de la naturaleza , se fabricó por accidente mientras se probaba si las nanopartículas podían servir como caballos de Troya al introducir quimioterapia en tumores en ratones.

"Nos sorprendió mucho que las nanopartículas activaran los macrófagos para que comenzaran a atacar las células cancerosas de los ratones, "dijo Heike Daldrup-Link, MARYLAND, quien es el autor principal del estudio y profesor asociado de radiología en la Facultad de Medicina. "Creemos que este concepto debería aplicarse a pacientes humanos, también."

El equipo de Daldrup-Link realizó un experimento que utilizó tres grupos de ratones:un grupo experimental que consiguió nanopartículas cargadas con quimioterapia, un grupo de control que recibió nanopartículas sin quimioterapia y un grupo de control que no recibió ninguna. Los investigadores hicieron la observación inesperada de que el crecimiento de los tumores en los animales de control que solo recibieron nanopartículas se suprimió en comparación con los otros controles.

Conseguir que los macrófagos vuelvan a encarrilarse

Los investigadores realizaron una serie de pruebas de seguimiento para caracterizar lo que estaba sucediendo. Experimentando con células en un plato, demostraron que las células inmunes llamadas macrófagos asociados a tumores eran necesarias para la actividad anticancerígena de las nanopartículas; en cultivos celulares sin macrófagos, las nanopartículas de hierro no tuvieron ningún efecto contra las células cancerosas.

Antes de que se realizara este estudio, ya se sabía que en personas sanas, Los macrófagos asociados a tumores detectan y comen células tumorales individuales. Sin embargo, los tumores grandes pueden secuestrar los macrófagos asociados a tumores, haciendo que dejen de atacar y en su lugar comiencen a secretar factores que promueven el crecimiento del cáncer.

El estudio mostró que las nanopartículas de hierro hacen que los macrófagos vuelvan a su estado de ataque al cáncer, como lo demuestra el seguimiento de los productos del metabolismo de los macrófagos y el examen de sus patrones de expresión génica.

Es más, en un modelo de ratón de cáncer de mama, los investigadores demostraron que el ferumoxitol inhibía el crecimiento tumoral cuando se administraba en dosis, ajustado al peso corporal, similares a los aprobados por la FDA para el tratamiento de la anemia. Estudios anteriores habían demostrado que las nanopartículas se metabolizan durante un período de aproximadamente seis semanas, y el nuevo estudio mostró que el efecto anticanceroso de una sola dosis de nanopartículas disminuyó durante aproximadamente tres semanas.

Los científicos también probaron si las nanopartículas podrían detener la propagación del cáncer. En un modelo de ratón de cáncer de pulmón de células pequeñas, las nanopartículas redujeron la formación de tumores en el hígado, un sitio común de metástasis tanto en ratones como en humanos. En un modelo separado de metástasis hepática, El pretratamiento con nanopartículas antes de la introducción de las células tumorales redujo en gran medida el volumen de los tumores hepáticos.

Posibles aplicaciones clínicas

Los resultados del estudio sugieren varias aplicaciones posibles para probar en ensayos humanos, Dijo Daldrup-Link. Por ejemplo, después de la cirugía para extirpar un tumor potencialmente metastásico, los pacientes a menudo necesitan quimioterapia, pero deben esperar hasta que se recuperen de la operación para tolerar los efectos secundarios graves de la quimioterapia convencional. Las nanopartículas de hierro carecen de los efectos secundarios tóxicos de la quimioterapia, sugiriendo que podrían administrarse a los pacientes durante el período de recuperación quirúrgica.

"Creemos que esto podría salvar el tiempo en que el paciente está bastante enfermo después de la cirugía, y ayudar a evitar que el cáncer se propague hasta que puedan recibir quimioterapia, "dijo Daldrup-Link.

Las nanopartículas también pueden ayudar a los pacientes con cáncer cuyos tumores no se pueden extirpar por completo. "Si quedan algunas células tumorales después de la cirugía, la situación que los cirujanos oncológicos llaman márgenes positivos, creemos que podría funcionar inyectar nanopartículas de hierro allí, y nuestro sistema inmunológico podría cuidar las semillas tumorales más pequeñas, "Dijo Daldrup-Link.

El hecho de que las nanopartículas ya estén aprobadas por la FDA acelera la capacidad de probar estas aplicaciones en humanos, ella añadió.

Los nuevos hallazgos también ayudarán a los investigadores del cáncer a realizar evaluaciones más precisas de las combinaciones de nanopartículas y medicamentos. Dijo Daldrup-Link. "En muchos estudios, los investigadores solo consideran las nanopartículas como vehículos de drogas, ", dijo." Pero pueden tener efectos intrínsecos ocultos que no apreciaremos a menos que miremos las nanopartículas en sí ".