Las terapias modernas contra el cáncer tienen como objetivo atacar las células tumorales sin afectar el tejido sano. Un equipo interdisciplinario de investigadores de Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) y FU Berlin ha logrado importantes avances en esta área:los científicos han producido pequeñas nanopartículas diseñadas para atacar específicamente las células cancerosas. Pueden navegar directamente a las células tumorales y visualizar las que utilizan técnicas de imagen avanzadas. Tanto en placas de Petri como en modelos animales, los científicos pudieron guiar eficazmente las nanopartículas hasta las células cancerosas. El siguiente paso es combinar la nueva técnica con enfoques terapéuticos.

Los investigadores de HZDR comienzan con pequeños, Nanopartículas biocompatibles compuestas por los llamados poligliceroles dendríticos que sirven como moléculas portadoras. "Podemos modificar estas partículas e introducir varias funciones, "explica el Dr. Kristof Zarschler, investigador asociado en el Instituto de Investigación del Cáncer Radiofarmacéutico de HZDR. "Por ejemplo, podemos unir un fragmento de anticuerpo a la partícula que se une específicamente a las células cancerosas. Este fragmento de anticuerpo es nuestro grupo de dirección que dirige la nanopartícula hacia el tumor ".

El objetivo de las nanopartículas modificadas es un antígeno conocido como EGFR (receptor del factor de crecimiento epidérmico). En ciertos tipos de cáncer, como cáncer de mama o tumores de cabeza y cuello, esta proteína se sobreexpresa en la superficie de las células. "Pudimos demostrar que nuestras nanopartículas diseñadas interactúan preferentemente con las células cancerosas a través de estos receptores, "confirma el Dr. Holger Stephan, líder del Grupo de Sistemas Nanoescálicos en HZDR. "En pruebas de control con nanopartículas similares que habían sido modificadas con un anticuerpo inespecífico, significativamente menos nanopartículas acumuladas en las células tumorales ".

Los científicos estudiaron intensamente el comportamiento de las nanopartículas tanto en cultivos celulares como en un modelo animal. Para este propósito, proporcionaron a las nanopartículas características informadoras adicionales, como explica Kristof Zarschler:"Utilizamos dos posibilidades complementarias. Además de los anticuerpos, adjuntamos moléculas de colorante y radionúclidos a las nanopartículas. La molécula de tinte emite en el espectro del infrarrojo cercano que penetra en el tejido y se puede visualizar con un microscopio apropiado. El tinte revela así dónde se encuentran exactamente las nanopartículas ". El radionúclido, cobre-64, cumple un propósito similar. Emite radiación que es detectada por un escáner PET (tomografía por emisión de positrones). Luego, las señales se pueden convertir en una imagen tridimensional que visualiza la distribución de las nanopartículas en el organismo.

Excelentes propiedades en organismos vivos.

Usando estas técnicas de imagen, Los investigadores han podido demostrar que la acumulación de nanopartículas en el tejido tumoral alcanza un máximo dos días después de la administración a ratones. Las nanopartículas marcadas se eliminan posteriormente a través de los riñones sin ser una carga para el cuerpo. "Aparentemente son ideales en tamaño y propiedades, ", dice Holger Stephan." Las partículas más pequeñas se filtran fuera de la sangre en solo unas pocas horas y, por lo tanto, solo tienen un impacto a corto plazo. Si, por otra parte, las partículas son demasiado grandes, se acumulan en el bazo, hígado o pulmones y no se pueden eliminar del cuerpo a través de los riñones y la vejiga ". La interacción entre las nanopartículas con un tamaño exacto de tres nanómetros y los fragmentos de anticuerpos adheridos evidentemente tiene una influencia positiva en la distribución y retención del anticuerpo en el organismo así como en su perfil de excreción.

En experimentos futuros, los investigadores del HZDR quieren probar si pueden modificar su sistema para transportar otros componentes. Kristof Zarschler describe los planes:"Puede tomar estas nanopartículas y funcionalizarlas con una sustancia activa. Luego, puede administrar un medicamento directamente al tumor. Este podría ser un radionúclido terapéutico que destruye las células tumorales". También es posible unir fragmentos de anticuerpos específicos para proteínas distintas del EGFR para apuntar a diferentes tipos de cáncer.