Un estudio de laboratorio publicado en Science Advances combina células modificadas genéticamente con partículas magnéticas para llevar un compuesto antitumoral hasta el tumor y liberarlo durante varios días.
Un equipo del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes, en Alemania, y de la Universidad de Koç, en Turquía, desarrolló una especie de microrrobot hecho con células humanas vivas que puede dirigirse con campos magnéticos hacia un tumor y liberar ahí una molécula que destruye células cancerosas. En experimentos de laboratorio, los microrrobots eliminaron varios tipos de células de cáncer y dejaron prácticamente intactas las células sanas. El trabajo, publicado en Science Advances, se encuentra en una etapa temprana de investigación realizada en cultivos celulares y sin pruebas en animales ni en personas.
La idea surge de una limitación de los microrrobots médicos actuales. Estos dispositivos, del tamaño de una célula, pueden guiarse hasta una zona del cuerpo con imanes, ultrasonido o luz, pero una vez ahí no distinguen entre tejido enfermo y sano. Por otro lado, las terapias celulares, que usan células vivas como tratamiento, tienen mayor capacidad para actuar de forma biológica, pero tampoco son completamente selectivas y su alcance en tumores sólidos es limitado. Los investigadores buscaron que fueran capaces de dirigir físicamente el tratamiento y la selectividad biológica.
Para lograrlo, modificaron genéticamente células humanas de riñón de uso común en laboratorio para que produzcan una molécula llamada TRAIL. Esta proteína activa en las células cancerosas un mecanismo de muerte celular programada, porque estas suelen tener en su superficie más receptores que reconocen la molécula, mientras que las células sanas tienen pocos y resisten su efecto. Posteriormente, adhirieron a la superficie de cada célula partículas diminutas con una cara cubierta de un material magnético, de modo que un campo magnético giratorio las hace rodar y avanzar por una superficie, algo así como una pequeña rueda controlada a distancia. Las partículas se quedaron pegadas al exterior de las células, sin entrar en ellas, y cerca de 87% de las células producidas cumplió ambas condiciones, estar modificadas y llevar partículas.
En las pruebas, el líquido en el que crecieron estas células, rico en TRAIL, redujo la supervivencia de células de cáncer de colon, cerebro, riñón y ovario, aunque con diferencias, ya que las de ovario fueron las menos sensibles. En células sanas de piel y de tejido graso no hubo reducción. Al probar los microrrobots en contacto indirecto con células de cáncer de riñón, estas cayeron a 14% de supervivencia, mientras que las células sanas se mantuvieron en 91%.
En este sentido, los microrrobots también demostraron ser controlables. Con un campo magnético de intensidad moderada alcanzaron una velocidad promedio de 107 micrómetros por segundo, es decir, poco más de una décima de milímetro por segundo, y pudieron seguir trayectorias definidas en canales microscópicos. Mantuvieron su movimiento al menos tres horas y siguieron produciendo TRAIL después de ser movidos con el campo magnético durante dos días seguidos. En un modelo en tres dimensiones de tumor de riñón, el equipo logró guiar a los microrrobots hasta rodear la masa celular, y el tratamiento redujo de forma significativa su viabilidad. Los autores señalan que, en cultivo, la producción de TRAIL se sostuvo varios días antes de disminuir.
Como una forma de acercarse a un uso clínico, los investigadores probaron también células de piel humana, que se pueden obtener con biopsias poco invasivas, y lograron que produjeran TRAIL en cantidades suficientes para destruir células cancerosas. En esas versiones incorporaron además un interruptor que activa la producción solo cuando se administra el antibiótico doxiciclina, para reducir el riesgo de que la molécula actúe en momentos o lugares no deseados.
El equipo reconoce que quedan varias preguntas por resolver antes de cualquier aplicación en pacientes. Falta comprobar el comportamiento de los microrrobots en animales, empezando por inyecciones directas en el tumor y avanzando después a vías como las arterias que lo irrigan, además de evaluar su seguridad a largo plazo, qué ocurre con las partículas magnéticas en el organismo y cómo lograr campos magnéticos que funcionen en tejidos profundos sin efectos no deseados. También señalan que algunos tumores son parcial o totalmente resistentes a TRAIL y podrían requerir combinar el tratamiento con otros fármacos. Los autores explican que el sistema es modular, por lo que tanto el tipo de célula como el gen que produce el efecto terapéutico podrían cambiarse para otras enfermedades.
