Una bomba de iones probada como posible método para tratar tumores cerebrales malignos



A pesar de la cirugía y el tratamiento posterior con quimioterapia y radiación, la mayoría de los pacientes experimentan recurrencia de tumores cerebrales malignos. Investigadores de la Universidad de Linköping, Suecia, y la Universidad Médica de Graz, Austria, han demostrado en células en cultivo que una bomba de iones puede administrar medicamentos con mayor precisión, lo que produce efectos adversos menos graves en la quimioterapia. Los resultados se han publicado en Advanced Materials Technologies.

Esta es la primera vez que se prueba una bomba de iones como posible método para tratar tumores cerebrales malignos. Usamos células cancerosas en el laboratorio y los resultados son extremadamente prometedores. Sin embargo, probablemente pasarán de cinco a diez años antes de que veamos esta nueva tecnología utilizada en tratamientos para tumores cerebrales “.

Daniel Simon, profesor asociado, Laboratorio de Electrónica Orgánica, Departamento de Ciencia y Tecnología, Universidad de Linköping

Los científicos han utilizado células del glioblastoma, que es el tipo de cáncer más común y agresivo que puede surgir en el cerebro. Cuando se extirpa quirúrgicamente un tumor cerebral, a menudo quedan pequeñas partes del tumor, incrustadas entre las células cerebrales. Incluso la cirugía de alta precisión no puede eliminar estas células sin dañar el tejido cerebral sano circundante. Esto significa que la radioterapia y la quimioterapia se utilizan para detener la recurrencia del tumor.

En Suecia, hay alrededor de 30 citostáticos disponibles para tratar diferentes tipos de cáncer. Estos agentes de quimioterapia se administran con mayor frecuencia por vía intravenosa o en tabletas. Pero para llegar al cerebro, primero deben extenderse a través del sistema circulatorio y luego atravesar la barrera hematoencefálica. Las paredes de los pequeños vasos sanguíneos del cerebro son mucho menos permeables que los vasos sanguíneos del resto del cuerpo y pueden evitar que muchas sustancias de la sangre entren en el cerebro. Por lo tanto, solo unos pocos medicamentos que funcionan contra el cáncer pueden pasar.

Científicos de la Universidad de Linköping y de la Universidad Médica de Graz han desarrollado un método en el que se puede usar una bomba de iones implantada para sortear la barrera hematoencefálica y suministrar gemcitabina, un agente de quimioterapia extremadamente eficaz que normalmente no puede pasar por el hematoencefálico. barrera – directamente en el cerebro con alta precisión. La gemcitabina se utiliza actualmente para tratar cánceres de páncreas, vejiga y mama, donde actúa interrumpiendo el proceso de división celular en tumores de rápido crecimiento. Esto significa que la gemcitabina no afecta a las células cerebrales, ya que estas, en general, no sufren división celular.

“El tratamiento tradicional del glioblastoma que se usa actualmente en las clínicas daña tanto las células cancerosas como las neuronales en la misma medida. Sin embargo, con la bomba de iones de gemcitabina, solo atacamos las células cancerosas, mientras que las neuronas se mantienen saludables. Además, nuestros experimentos con células de glioblastoma cultivadas muestran que se destruyen más células cancerosas cuando usamos la bomba de iones que cuando usamos el tratamiento manual “, dice Linda Waldherr, becaria postdoctoral en la Universidad Médica de Graz. Ha realizado el estudio junto con investigadores de la Universidad de Linköping.

Cuando la bomba de iones debe transportar gemcitabina desde un depósito de electrolitos a las células o un tumor, se utiliza una corriente baja para “bombear” el fármaco cargado positivamente a través de un canal de transporte de iones. El método se conoce como electroforesis. La bomba de iones solo necesita poca corriente para bombear la gemcitabina, lo cual es una ventaja ya que evita el riesgo de que las células cerebrales se activen y transmitan señales nerviosas no deseadas. La baja corriente y voltaje también significan que la tecnología terapéutica eventual no requerirá grandes fuentes de alimentación o baterías para funcionar.

Rainer Schindl, profesor asociado de la Universidad Médica de Graz, describe otras ventajas.

“La presión dentro del cerebro es extremadamente sensible y el uso de una bomba de iones para transportar el fármaco en lugar de un dispositivo impulsado por líquido significa que la presión no se ve afectada. Además, la dosis se controla mediante una carga eléctrica, lo que hace que el suministro de la Agente de quimioterapia extremadamente preciso. El siguiente paso será utilizar la bomba de iones para evaluar diferentes agentes de quimioterapia que previamente han dado efectos adversos demasiado graves o que no pueden traspasar la barrera hematoencefálica ”, dice.

Fuente:

Referencia de la revista:

Waldherr, L., et al. (2021) Quimioterapia dirigida de esferoides de glioblastoma con bomba iontrónica. Tecnologías de materiales avanzados. doi.org/10.1002/admt.202001302.

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