Figura 1:Las nanopartículas inyectadas directamente en la masa cancerosa se distribuyen por todo el tumor y entran en las células cancerosas, dañando su ADN sin afectar negativamente a otros órganos. Crédito:Hiroki Kato y otros.
Científicos del Departamento de Medicina Nuclear y Tracer Kinetics de la Universidad de Osaka desarrollaron un sistema novedoso para la radioterapia dirigida contra el cáncer que utiliza nanopartículas de oro marcadas con astato-211. Debido al rango limitado y la vida media de la radiación, junto con la localización de las nanopartículas, las células sanas tienen muchas menos probabilidades de sufrir daños. Este trabajo puede conducir a tratamientos efectivos contra el cáncer sin los efectos secundarios de las técnicas actuales.
La braquiterapia es un método para tratar el cáncer que utiliza una fuente radiactiva sellada llamada "semilla" que se implanta directamente dentro del cuerpo del paciente. Se ha encontrado que es efectivo para ciertos tumores de próstata, cabeza, cuello y cerebro, entre otros. Sin embargo, al igual que otras formas de radioterapia, la braquiterapia también puede causar efectos secundarios graves, como vómitos o dolores de cabeza. Se necesitan métodos más sofisticados para dirigir la radiación a fin de maximizar la eficacia del tratamiento sin afectar las células sanas.
Ahora, un equipo de científicos dirigido por la Universidad de Osaka ha utilizado "nanosemillas" de nanopartículas de oro que contienen un isótopo radiactivo para garantizar que la radiación se localice solo en las células cancerosas. El astato-211 es un isótopo inestable del elemento astato que contiene un neutrón extra. Esto hace que sufra una desintegración radiactiva mientras emite partículas alfa. Debido a su gran tamaño, las partículas alfa que se mueven rápidamente pueden causar roturas fatales de doble cadena en el ADN de las células cancerosas mientras permanecen cerca de la fuente de radiación. Además, debido a que la vida media del astato-211 es tan corta, alrededor de 7 horas, se volverá inactivo mucho antes de que las nanopartículas puedan filtrarse a los tejidos sanos. Esto permite administrar grandes dosis terapéuticas sin causar efectos secundarios graves. "Hemos desarrollado un nuevo tratamiento contra el cáncer seguro y potente utilizando nanopartículas de oro con astato-211, que emite rayos alfa que dañan fuertemente el ADN diana pero tienen un alcance muy corto dentro del cuerpo", explica el primer autor Hiroki Kato.
Figura 2:Las nanopartículas de oro (rojas) son internalizadas por las células y se acumulan alrededor del núcleo (azul). Crédito:Hiroki Kato y otros.
Utilizando modelos de rata o ratón, las nanopartículas se inyectaron directamente en los tumores. El equipo encontró que las nanopartículas ingresaron a las células cancerosas pero no se propagaron a otros órganos durante un período de tiempo equivalente a seis vidas medias radiactivas. Al mismo tiempo, las nanopartículas eran altamente tóxicas para las células cancerosas. "Hemos demostrado que el crecimiento del tumor se puede suprimir fuertemente mediante la inyección de este nanofármaco directamente en el tumor", dice el autor principal, Koichi Fukase. Debido a que las nanopartículas de oro se pueden fabricar fácilmente y el astato-211 se puede producir en ciclotrones sin necesidad de combustible nuclear, esta nueva terapia puede estar ampliamente disponible en los hospitales.
Figura 3:(A) En la gammagrafía, la radioactividad se observa solo en el tumor (flecha) en todo momento después de la inyección del fármaco y no se ve en otras regiones en absoluto. (B) Las nanopartículas de oro marcadas con astato suprimen fuertemente el crecimiento del tumor. Crédito:Hiroki Kato y otros.
