Detección y terapia de cáncer y otros desórdenes - Conacyt - | La Crónica de Hoy
Facebook Twitter Youtube Viernes 06 de Julio, 2018
Detección y terapia de cáncer y otros desórdenes | La Crónica de Hoy

Detección y terapia de cáncer y otros desórdenes

Conacyt -

Elder De la Rosa*

Más de 120 millones de personas serán diagnosticadas con cáncer en algún momento de su vida y se estima que en este año moriránmás de 550,000 a causa de ello. Dentro de las alternativas para su diagnóstico y tratamiento, está el desarrollo de nanopartículas (NPs) que puedan detectar moléculas sobre expresadas o asociadas al desorden específico. Estas NPs pueden brindar la oportunidad de hacer un diagnóstico temprano e incluso determinar la posibilidad de detectar el riesgo de presentar la enfermedad o no. De esta manera, la investigación de NPs ha ganado gran aceptación por ser, a la vez, altamente sensible y selectiva; siendo así que en la actualidad existe un gran auge en este campo de la investigación alrededor del mundo.

Las NPs son materiales con diferentes formas menores a 100 nanómetros (nm) por lo menos en alguna de sus dimensiones (un nm es una millonésima de un milímetro), ofreciendo propiedades ópticas que no se presentan en partículas de tamaños mayores.

La producción e interacción de la luz con estas NPs ofrece amplias posibilidades de aplicación y ha dado lugar a la Nanofotónica. Para las aplicaciones biomédicas, típicamente se funcionalizan con un anticuerpo completo o un péptido al que se adhieren, en forma selectiva, a moléculas sobreexpresadas por el desorden particular que se encuentran ya sea alrededor o al interior de la célula dañada o en algún tipo de fluido. Su presencia se determina a través de la detección de las NPs ya sea por técnicas ópticas como fotoluminiscencia (FL), absorción (Ab) o por esparcimiento de luz (EL).

El pequeño tamaño de las NPs, que es tres órdenes de magnitud menor a los glóbulos rojos y blancos, este último de una milésima de milímetro, así como el intenso efecto óptico y la selectividad lograda a través de la funcionalización, hacen de esta tecnología una excelente herramienta para la detección tanto en el diagnóstico temprano y oportuno, así como la terapia contra el cáncer y otros desórdenes.

Las NPs de oro (Au) son las que mayores posibilidades médicas ofrecen en parte debido a que son altamente biocompatibles y tambiénporque esparcen y absorben la luz 10 y 5 órdenes de magnitud respectivamente, más que otras NPs o moléculas. Las propiedades ópticas de este tipo de nanopartículas dependen de su forma y tamaño, de este modo es posible sintonizar la luz absorbida y esparcida desde la región visible del espectro hasta el cercano infrarrojo. Esta propiedad es la que permite tener soluciones coloidales de diferentes colores. En el Centro de Investigaciones en Óptica (CIO) se utilizan para la detección e imagen de células cancerígenas en cáncer de piel. Se ha demostrado que los altos niveles de luz esparcida permiten detectar concentraciones bajas de NPs y con ello de las proteínas sobreexpresadas y las células que las producen. Este efecto, combinado con la especificidad de adherencia a las células dañadas debido a la funcionalización, permite la detección temprana de células cancerígenas y así iniciar el tratamiento en forma oportuna. Ver figura 1.

La luz absorbida por las NPs de oro produce un incremento de temperatura suficiente para quemar las células a la que están adheridas, a esto se le conoce como terapia fototérmica. Dada la alta selectividad de las NPs sólo se destruyen las células cancerígenas, a diferencia de otros métodos donde la terapia afecta tanto a células buenas como a las malignas. La eficiencia de este método depende del tamaño de la NP; tamaños pequeños absorben más pero dispersan menos luz. El reto es lograr el balance adecuado para ver y destruir las células cancerígenas. Los resultados obtenidos hasta ahora son prometedores, sin embargo para una aplicación in vivo la penetración de la luz es restringida pues sólo penetra unos cuantos milímetros. Estas NPs también se han utilizado para marcar cáncer cervical donde es posible identificar la deformación del núcleo de la célula que permite establecer el estadio del cáncer. Ver figura 2.

En el CIO recientemente han envuelto estas NPs en un material poroso al que se le puede cargar un medicamento para combatir el cáncer, se funcionaliza y con ello se adhiere de forma selectiva a las células dañadas. Esta selectividad mejora el efecto del medicamento, pues así éste afecta solamente a la región de interés, además de que evita daños colaterales. Este sistema permite además monitorear el efecto del medicamento o terapia, a esto se le conoce como teranóstica. Los científicos de este centro Conacyt han usado estas NPs teranósticas para la detección y terapia de cáncer de mama, en la que los resultados son prometedores.

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Centro de Investigaciones en Óptica (CIO)

 

Figura 1. (a) Solución coloidal de NPs de Au con diferentes tamaños. (b) Células cancerígenas de epidermis, A-431, marcadas y no marcadas con NPs de Au. El amarillo es falso color asociado a las NPs de oro. d) Imagen de una célula de epidermis.

 

Figura 2. Tejido de cérvix marcado con NPs de oro. En (a) se observa el espacio intracelular y núcleo marcado con NPs de oro. En (b) las manchas en rojo corresponde al núcleo de las células marcadas con un cúmulo de NPs. En este caso, el tejido es iluminado con luz láser a 900 nm y produce una señal luminosa roja centrada en 620 nm.

 

 

 

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