Tratamiento del cáncer con luz incorporada

Terapia fotodinámica profunda: el fotosensibilizador se irradia a sí mismo

02.09.2021 - China

Las terapias deben ser muy eficaces y estar lo más libres posible de efectos secundarios, un gran reto, sobre todo en el caso del cáncer. Un equipo de investigadores chinos ha desarrollado una novedosa forma de terapia tumoral fotodinámica para el tratamiento de tumores profundos que funciona sin irradiación externa. La fuente de luz está integrada en el fármaco y se "enciende" de forma selectiva en el microentorno de los tumores, según informan en la revista Angewandte Chemie.

La terapia fotodinámica clásica es un tratamiento del cáncer no invasivo y relativamente suave gracias a su selectividad espacial y temporal específica. Para empezar, se administra un fotosensibilizador y, a continuación, se irradia con luz la región donde se encuentra el tumor. El fotosensibilizador es excitado por la luz y transfiere parte de la energía absorbida a las moléculas de oxígeno, dando lugar a especies reactivas de oxígeno que destruyen las células tumorales. Debido a la limitada profundidad de penetración de la luz visible o ultravioleta necesaria en los tejidos, este método sólo es útil para tumores poco profundos.

Un equipo dirigido por Xiaolian Sun (Universidad Farmacéutica de China, Nanjing) y Guoqiang Shao (Universidad Médica de Nanjing) ha desarrollado ahora una nueva terapia tumoral fotodinámica que funciona para tumores profundos. No necesita irradiación externa porque el fotosensibilizador lleva su propia "lámpara" y la "enciende" por sí mismo una vez que llega al tumor.

Este fármaco "inteligente" está formado por cuatro componentes unidos en una sola molécula: un fotosensibilizador (piroferobide-a), un sensor de pH (grupo diisopropilamino), un polímero (polietilenglicol) y la "lámpara" (el aminoácido tirosina que lleva un isótopo radiactivo de yodo 131). En los valores de pH que se encuentran en los tejidos sanos, las moléculas se agregan fuertemente en forma de nanopartículas. En esta forma compacta, la "irradiación" se desconecta (se apaga) y el fármaco no tiene efecto. Sin embargo, el tejido tumoral tiene un valor de pH algo más ácido. Este entorno hace que el sensor de pH cambie de estructura, y las nanopartículas se deshacen: la irradiación se enciende y se forman especies reactivas de oxígeno que matan las células tumorales.

¿Cómo funciona esta "luz incorporada"? Al decaer, el isótopo de yodo radiactivo I-131 libera radiación β (electrones) y radiación γ. Cuando los electrones se mueven, sus cargas polarizan los átomos, provocando así oscilaciones dipolares que envían ondas electromagnéticas, es decir, luz. Normalmente, estas ondas se anulan inmediatamente. Sin embargo, en el denso entorno acuoso de las células (que no son in vacuo), los electrones enviados por el I-131 son más rápidos que la luz. En este caso, el apagado de las ondas es incompleto, dando lugar a una luz azulada conocida como radiación Cherenkov. Esto excita los fotosensibilizadores lo suficiente como para destruir las células tumorales. En cultivos celulares y modelos animales, el nuevo fármaco demostró una potente inhibición tumoral con una baja toxicidad y mínimos efectos secundarios en el tejido sano.

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