Nanocàpsules de carboni contra el càncer
Científics de l’Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB) del CSIC, en col·laboració amb l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), l’Institut de Biologia Molecular i Cel·lular del CNRS francès, i el King ‘s College de Londres (KCL), han desenvolupat un nanotransportador basat en nanotubs de carboni per radioteràpia contra el càncer.
Els resultats, publicats a la revista Nanoscale, són part del projecte col·laboratiu RADDEL, dins el programa Marie-Curie Initial Training Network (ITN), i finançat pel Setè Programa Marc de la UE. Està coordinat per l’investigador Gerard Tobías, de l’Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB) del CSIC. RADDEL té com a objectiu desenvolupar noves eines de diagnòstic i teràpia basades en nanotubs de carboni que transporten compostos d’interès biomèdic a l’interior.
Els nanotubs de carboni tenen nombroses aplicacions. Una de les més conegudes és el seu ús en materials compostos per a productes esportius, que ja es comercialitzen. També són atractius com a nanoplataformes, en el camp de la biomedicina, amb aplicacions que van des de pròtesis fins al transport de fàrmacs. En aquest camp, el seu ús com a transportador de radionucleids per a aplicacions d’imatge i diagnòstic ha estat molt limitada fins ara.
Avantatges dels nanotubs
La capacitat de combinar diagnòstic i teràpia no és exclusiva dels nanotubs i està sent explorada amb altres nanovehícles, explica Gerard Tobías, de l’ICMAB-CSIC. Però en la majoria dels casos, tant l’agent de diagnòstic com el de teràpia es fixen a la superfície de la nanopartícula. “El gran avantatge dels nanotubs és que, en ser materials tubulars, tenen un espai en el seu interior, a on es poden introduir compostos radioactius, de manera que aquests no interaccionen amb el medi biològic, i es pot utilitzar les parets externes per ancorar les molècules diana”. Això els converteix en eines segures i molt versàtils.
Belén Ballesteros, científica de l’ICN2 participant en el projecte explica: “La possibilitat d’incorporar compostos a l’interior dels nanotubs és d’especial interès en el cas de compostos que ‘a priori’ són tòxics per a l’organisme, ja que disminueixen la toxicitat dels mateixos. Els nanotubs de carboni també són atractius perquè permeten ancorar-hi una gran varietat de compostos en les parets externes, a través d’una àmplia llibreria de reaccions molt ben establertes i basades en la química del carboni”.
En el projecte RADDEL, els científics han combinat les modificacions en les superfícies externa i interna dels nanotubs per dissenyar una teràpia dirigida contra el càncer. Els nanotubs es van omplir amb materials no radioactius (SmCl3 i LuCl3) i van ser segellats. Posteriorment, es va ancorar a la superfície dels nanotubs els anticossos monoclonals Cetuxoimab, els quals reconeixen i bloquegen els receptors del factor de creixement epidèrmic (EGFR), que estan sobreexpressats en les cèl•lules canceroses.
Assajos pre-clínics
Per avaluar l’eficàcia del sistema “reconeixent” les cèl·lules canceroses, es van realitzar assajos amb cèl·lules canceroses de glioblastoma humà primari, modificades per sobreexpressar el receptor del factor de creixement epidèrmic. Els resultats van demostrar que el nanotransportador era capaç d’acumular-se selectivament dins de les cèl•lules canceroses, sense que s’observés cap citotoxicitat.
Aquests resultats obren la porta al desenvolupament de nous nanomaterials per a aplicacions biomèdiques en el camp del tractament i diagnòstic del càncer. Actualment, els científics estan realitzant proves “in vivo” per estudiar el comportament, a l’interior dels nanotubs, dels compostos equivalents radioactius.
Sobre el futur d’aquestes eines, Gerard Tobías conclou que tota la investigació del projecte RADDEL s’ha centrat en estudis preclínics, amb uns resultats obtinguts molt prometedors. “Tot i que el projecte arriba a la seva fi, la idea del consorci és aconseguir finançament addicional per poder avançar en el desenvolupament d’aquestes nanocàpsules fins arribar a un ús clínic, amb persones”.
D’altra banda, expliquen els científics, hi ha diferents estudis que mostren que, un cop administrats, els nanotubs de carboni s’excreten del cos, i fins i tot es poden degradar mitjançant enzims. “Nosaltres estem realitzant estudis per avaluar de forma més concreta els materials desenvolupats”, conclou Tobías.♦
Article de referència:
C. Spinato, A. P. Ruiz de Garibay, M. Kierkowicz, E. Pach, M. Martincic, R. Klippstein, M. Bourgognon, J. T-W. Wang, C. Ménard-Moyon, K. T. Al-Jamal, B. Ballesteros, G. Tobias, A. Bianco; Design of antibody-functionalized carbon nanotubes filled with radioactivable metals towards a targeted anticancer therapy; Nanoscale, DOI: 10.1039/C5NR07923C (2016).
