¿Necesitas matar tumores? Solo agrega calor.

Esa es la promesa de las nanopartículas magnéticas calentadas, una tecnología de sonido futurista que algún día podría usarse para freír y erradicar las células cancerosas sin dañar el tejido sano en otras partes del cuerpo.

Una nueva investigación dirigida por la Universidad de Buffalo avanza en este concepto, con científicos que desarrollan nanopartículas que pueden atacar tumores con cantidades significativas de calor bajo un campo magnético bajo. El estudio fue publicado en línea el 21 de junio en la revista Pequeña , y fue seleccionado como un futuro artículo de portada.

"El principal logro de nuestro trabajo es el rendimiento de calentamiento enormemente mejorado de las nanopartículas en condiciones de campo bajo adecuadas para aplicaciones clínicas. La mejor potencia de calentamiento que obtuvimos está cerca del límite teórico, superando en gran medida algunas de las partículas de mejor rendimiento que han producido otros equipos de investigación, "dice Hao Zeng, Doctor., Catedrático de Física de la Facultad de Artes y Ciencias de la UB, quien lideró el proyecto.

Explica que la terapia tiene varios beneficios potenciales sobre otras vías de tratamiento. Es mínimamente invasivo y no se espera que genere el tipo de efectos secundarios graves que a menudo se asocian con la quimioterapia y la radiación, él dice.

"El tratamiento solo calentará la región donde se encuentran las nanopartículas sin afectar los tejidos sanos que están más lejos, por lo que anticipamos pocos efectos secundarios, "Dice Zeng". Además, el campo magnético que se usa para excitar las partículas puede penetrar profundamente en el cuerpo desde un instrumento que no requiere ningún contacto o inserción de sondas. Como tal, la terapia puede llegar a partes del cuerpo que no son de fácil acceso para la cirugía ".

El estudio fue una colaboración entre UB; Universidad Capital Normal en Beijing, Porcelana; el Hospital General del EPL chino en Beijing; y la Universidad de Nebraska Omaha. Shuli He, Doctor., becario visitante en la UB de Capital Normal University, fue el primer autor.

Propiedades magnéticas cuidadosamente ajustadas

Es necesario realizar mucha más investigación antes de que las nanopartículas estén disponibles para los pacientes.

Pero así es como funcionaría la terapia:Primero, los médicos usarían tecnologías de focalización para dirigir nanopartículas a los tumores en los cuerpos de los pacientes. Luego, la exposición a un campo magnético alterno provocaría que la orientación magnética de las partículas se moviera hacia adelante y hacia atrás cientos de miles de veces por segundo. Este proceso haría que las partículas se calentaran a medida que absorbieran energía del campo electromagnético y la convirtieran en energía térmica en las regiones objetivo.

Esta forma de tratamiento del cáncer se conoce como hipertermia por nanopartículas magnéticas, y no es nuevo. Pero Zeng y sus colegas diseñaron nuevas nanopartículas magnéticas que se calientan más y generan calor unas veces más rápido que algunas de las nanopartículas magnéticas de mayor rendimiento estudiadas en condiciones de campo bajo. él dice.

"Dentro del cuerpo, la energía térmica se lleva continuamente, por ejemplo, por el flujo sanguíneo, lo que dificulta alcanzar la temperatura requerida para matar las células cancerosas, "Dice Zeng." Se necesitan partículas con el mayor poder de calentamiento posible. Nuestras partículas han demostrado un poder de calentamiento impresionante incluso a baja amplitud y frecuencia de campo magnético que se consideran seguras para el cuerpo humano ".

El equipo elaboró ​​dos tipos de nanopartículas, cada uno compuesto por aleaciones metálicas elegidas por su capacidad para generar calor bajo un campo magnético. Una de las nuevas nanopartículas contiene ferrita de cobalto y manganeso, mientras que el otro está hecho de ferrita de zinc.

Las partículas de manganeso-cobalto-ferrita alcanzaron la máxima potencia de calentamiento bajo altos campos magnéticos. Pero las partículas de ferrita de zinc biocompatible se calentaron con una eficiencia impresionante en un campo ultrabajo.

"La conclusión es que nuestras partículas de ferrita de zinc están diseñadas para campos bajos adecuados para aplicaciones clínicas, "Dice Zeng." Para otras partículas reportadas en la literatura, el campo utilizado suele ser mayor. La mayoría de estas otras partículas no son capaces de calentar en nuestros parámetros de campo elegidos ".

Probado en cemento óseo magnético

Zeng visualiza el tratamiento del cáncer de hueso como una de las primeras aplicaciones de las nanopartículas magnéticas calentadas.

Como él explica, "Típicamente, después de una cirugía para extirpar tumores óseos, Se inyecta un material sintético llamado cemento óseo para llenar los huecos. Si introducimos nuestras nanopartículas en el cemento óseo, se pueden calentar a pedido para matar cualquier célula tumoral que quede cerca, y ayudar a prevenir la recurrencia del cáncer ".

Para simular este escenario, Zeng y sus colegas incorporaron sus nanopartículas de ferrita de zinc en cemento óseo y lo usaron para calentar una costilla de cerdo. Con solo una pequeña cantidad de nanopartículas (1 por ciento del cemento óseo, por peso), la configuración experimental alcanzó una temperatura lo suficientemente alta como para matar las células tumorales.