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Nanopartículas ultra pequeñas matan a las células cancerosas de manera inusual

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Los científicos se sorprendieron al encontrar que unas nanopartículas ultra pequeñas y fluorescentes – originalmente desarrolladas para iluminar tumores para la cirugía – también pueden matar a las células cancerosas mediante la activación de un tipo de muerte celular que no se observa comúnmente.

El descubrimiento – y cómo probaron las nanopartículas en cultivos celulares y ratones – está publicado en la revista Nature Nanotechnology.

Uno de los principales investigadores, Ulrich Wiesner, profesor de ingeniería en la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, dice:
Si tuvieramos que diseñar una nanopartícula para matar el cáncer, ésta sería exactamente la manera en que se haría“.

Las nanopartículas son partículas diminutas de una dimensión no mayor de 100 nanómetros. Tienen propiedades inusuales en comparación con el mismo material a una escala más grande, y los científicos e ingenieros las están aplicando en muchos campos, incluyendo la electrónica y la biomedicina.

Las nanopartículas del nuevo estudio – llamadas puntos de Cornell, o puntos C – son partículas de sílice fluorescentes ultra pequeñas, con un diámetro de 5 nanómetros.

Fueron desarrolladas originalmente por el profesor Wiesner hace más de 10 años como una herramienta para la cirugía del cáncer. Se adhieren a las células cancerosas y las iluminan, permitiendo a los cirujanos ver dónde tienen que cortar.

Las partículas también fueron destinadas a ser utilizadas para la administración dirigida de fármacos.

Propiedades terapéuticas intrínsecas
El nuevo estudio muestra que los puntos de Cornell dirigidos al cáncer pueden matar a las células cancerosas sin tener que llevar medicamentos.
La autora principal, Michelle Bradbury, directora de imagen intraoperatoria en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center de Nueva York, Nueva York, señala:

De hecho, esta es la primera vez que hemos demostrado que la partícula tiene propiedades terapéuticas intrínsecas“.

La partícula es bien tolerada en un tejido saludable“, explica el Prof. Wiesner, “pero en cuanto se tiene un tumor, y bajo condiciones muy específicas, estas partículas se convierten en asesinas“.

Los investigadores descubrieron las propiedades de los puntos de Cornell para combatir el cáncer cuando estaban tratando de averiguar cómo de bien podían ser toleradas grandes concentraciones. Se llevaron a cabo varios experimentos durante varios años.

Entonces, para su sorpresa, descubrieron que cuando las altas dosis de puntos de Cornell recubiertos de péptidos fueron incubadas con células de cáncer – y en particular cuando las células fueron privadas de nutrientes – las partículas tomaron hierro del medio ambiente y lo suministraron a las células cancerosas.

La entrega de hierro a las células desencadena un tipo de muerte celular llamada ferroptosis, que rompe la membrana celular, que es diferente a la muerte celular por fragmentación más observada comúnmente conocida como apoptosis.

”Ola de destrucción”
El Prof. Wiesner dice que sólo 24-48 horas después de la exposición a los puntos de Cornell, observaron cómo una “ola de destrucción” se extendió por todo el cultivo de células de cáncer.

En otros experimentos se inyectaron dosis altas de los puntos de Cornell recubiertos en ratones injertados con tumores de melanoma y se observó que se redujeron los tumores sin causar reacciones adversas.

Los autores concluyen que sus hallazgos muestran que la ferroptosis puede ser dirigida con nanopartículas de sílice ultra pequeñas y puede tener un potencial terapéutico”.

Hemos encontrado otra herramienta en la que la gente no había pensado en absoluto hasta ahora. Esto ha cambiado nuestra forma de pensar sobre las nanopartículas y lo que potencialmente pudieran hacer“, dijo el Prof. Ulrich Wiesner.

Los investigadores ahora planean probar cómo funcionan los puntos de Cornell con otras terapias estándar en diferentes tipos de tumores. Quieren que sean más eficaces antes de comenzar las pruebas en seres humanos. El equipo también estará explorando formas de adaptar las partículas para dirigirse a tipos específicos de cáncer.
..Susana Calvo