Redacción
Una nueva plataforma universal de nanopartículas de óxido de hierro tiene la capacidad de unificar en un solo material procesos que hasta ahora requerían estrategias químicas diferentes para cada elemento radiactivo. Esta herramienta, desarrollada por el Instituto de Química Médica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IQM-CSIC), incorpora, en un único paso, una decena de radioisótopos empleados tanto en diagnóstico como en tratamientos oncológicos.
El avance, publicado en la revista NPJ Imaging, ha demostrado su eficacia en diversas aplicaciones de imagen médica y terapia en modelos animales. Este estudio aborda una limitación clásica de la medicina nuclear: la ausencia de una molécula universal para radioisótopos con propiedades químicas muy distintas. Los radiofármacos combinan las sustancias radiactivas (radioisótopos) con moléculas biológicas que funcionan como vehículo para dirigir el medicamento a órganos o tejidos específicos. Uno de los principales retos consiste precisamente en unir de forma estable el radioisótopo con la molécula que lo guía a los tejidos diana. Entre los diversos enfoques que se utilizan para este propósito, en el ámbito clínico prevalece el empleo de unas sustancias químicas llamadas quelantes.
La estrategia utilizada se basa en incorporar los isótopos en el núcleo de nanopartículas de óxido de hierro
Los quelantes están diseñados para sujetar de manera firme un átomo de un metal que ha perdido uno o más electrones (un ion metálico), como el radioisótopo. “Uno de los principales obstáculos es la falta de quelantes idóneos para cada isótopo que puedan utilizarse de forma segura en el organismo. El desarrollo de quelantes universales capaces de unirse a varios radioisótopos es un objetivo clave, pero hasta ahora no existe ninguno universal. Nuestro estudio demuestra que el uso de nanomateriales puede aportar una solución sólida a este desafío”, explica Fernando Herranz, autor principal del estudio y líder del grupo de Nanomedicina, Imagen y Modelos 3D del IQM-CSIC.
Nanopartículas para quelantes universales
Los investigadores han creado unas nanopartículas que pueden incorporar en su interior una amplia variedad de radiometales. La estrategia utilizada consiste en incorporar los isótopos directamente en el núcleo de nanopartículas de óxido de hierro, ya que hallazgos previos han mostrado que este compuesto es idóneo para integrar una amplia gama de radiometales distintos y, a la vez, tener una elevada estabilidad en el organismo.
El equipo seleccionó diez radiometales que se utilizan en técnicas de imagen nuclear y en radioterapia, y sintetizó diez tipos distintos de nanorradiofármacos. Tres de ellos para la técnica médica tomografía de emisión de positrones (PET), cuatro para la tomografía computarizada de emisión de fotón único (Spect) y tres para radioterapia.
Los resultados confirman que esta plataforma permite ver y tratar tumores con el mismo fármaco de forma eficaz en tumores sólidos
Para demostrar la eficacia y versatilidad de la plataforma, se llevaron a cabo varios estudios ‘in vivo’. En primer lugar, se comprobó que las nanopartículas se acumulaban en tumores cerebrales agresivos, como el glioblastoma, lo que indica que podrían emplearse para el diagnóstico de esta patología. También comprobaron que la plataforma permite administrar radioterapia directamente dentro del tumor y, además, confirmaron que las nanopartículas son adecuadas para detectar la formación de coágulos sanguíneos (trombosis).
Estos resultados confirman el potencial de la plataforma como un agente radioteranóstico, que permite ver y tratar tumores con el mismo tipo de fármaco de forma eficaz en tumores sólidos. Sin embargo, una acumulación excesiva de nanopartículas en el organismo podría suponer un riesgo para la salud, tanto por una dosis elevada de radiactividad como por la posible sobreacumulación de hierro. Por este motivo, se comprobó que las nanopartículas se eliminaban con rapidez por la vía renal, lo que evita acumulación, reduce toxicidad y permite terapias repetidas con mayor seguridad, algo esencial cuando se combinan diagnóstico y tratamiento en un mismo agente radioteranóstico.
