Nanotransportadores de oxígeno para ayudar a la fototerapia a combatir tumores

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La eficacia de la terapia fotodinámica se ve limitada por la falta de oxígeno en los cánceres sólidos. Ahora, investigadores del proyecto OXIGENATED, financiado con fondos europeos (con 920.000 euros) y liderado por investigadores del Centro de Investigación Cooperativa en Biomateriales (CIC biomaGUNE), miembro de la Basque Research and Technology Alliance (BRTA), han creado nanotransportadores de fármacos para llevar oxígeno al tumor.

Esta estrategia podría mejorar la eficacia de la terapia fotodinámica y contribuir a una mayor eficiencia de la misma en el tratamiento de enfermos de cáncer. El proyecto, además, ha sido reconocido por la Comisión Europea como caso de éxito.

La terapia fotodinámica (TFD) combina la luz con una molécula orgánica fotosensible (el fotosensibilizador): “Cuando se administran fotosensibilizadores a un tumor y se irradian con luz, transfieren energía al oxígeno", según explica el coordinador del proyecto, Sergio Moya.

"Esto puede inducir una serie de reacciones que provoquen la destrucción de las células malignas y activen el sistema inmunitario”, destaca el investigador principal. Este mecanismo podría contribuir a la eliminación del tumor.

Una ventaja clave de la TFD es que es sumamente específica. Al restringir la luz y los fotosensibilizadores al tumor, pueden evitarse muchos de los daños colaterales al tejido sano de otras regiones del cuerpo. Sin embargo, para que la TFD tenga éxito, es esencial que haya oxígeno.

“La dificultad, en este caso, es que los tumores suelen caracterizarse por la disponibilidad limitada de oxígeno”, señala el científico. “Si pudiéramos aumentar la disponibilidad de oxígeno para la acción fotosensibilizante, podríamos mejorar el resultado de la TFD”, destaca.

Lograr eficacia de la terapia fotodinámica

Encontrar nuevas formas de transportar oxígeno ha sido el propósito principal del proyecto  puesto en marcha en marzo de 2019 y llevado a cabo con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie.

Moya lo expone: “Nuestra meta, desde el principio, era encontrar una nueva forma de transportar tanto oxígeno como fotosensibilizadores al tejido maligno. Vimos que aumentar la disponibilidad de oxígeno en el entorno del agente fotosintetizador para iniciar las reacciones de oxidación mejoraría la eficacia de la terapia fotodinámica”.

Para lograrla, el equipo del proyecto desarrolló nanopartículas a base de hemoglobina, las proteínas presentes en los eritrocitos o glóbulos rojos encargadas de transportar el oxígeno por el organismo de forma natural.

La hemoglobina no modificada no puede administrarse directamente al organismo, ya que puede provocar efectos secundarios. De ahí que el trabajo de los investigadores consistiese en el diseño de nanopartículas con núcleos de hemoglobina, que podrían utilizarse para suministrar oxígeno de forma segura y sin efectos no deseados.

Así, el equipo logró atrapar la hemoglobina en matrices poliméricas o proteínicas, técnica que, según se ha demostrado, evita la exposición de la hemoglobina en el torrente sanguíneo, al tiempo que conserva su capacidad de transportar y suministrar oxígeno.

Impulso a las técnicas atraumáticas

Al mejorar la eficacia de la TFD, Moya y su equipo esperan ofrecer una alternativa atractiva a los quimioterápicos y otros métodos antineoplásicos más agresivos. El proyecto, cuya finalización está prevista para agosto de 2024, ya ha demostrado que esto es eminentemente posible.

“Hasta ahora, los experimentos se llevaban a cabo con cultivos celulares in vitro”, sostiene el investigador. En la siguiente fase del proyecto, los elaborarán “in vivo, como prueba de concepto para demostrar la funcionalidad de estas nanopartículas”, indica.

Además de reducir la carga financiera de los sistemas sanitarios, los tratamientos mínimamente agresivos, y eficaces, como la terapia fotodinámica optimizada, mejorarán los desenlaces clínicos y la calidad de vida de los enfermos de cáncer, según informan en la nota de presentación.