Nanopartículas cruzan barrera hematoencefálica

Los investigadores han podido iluminar tumores cerebrales inyectando en el torrente sanguíneo de los ratones nanopartículas fluorescentes que cruzan de manera segura la barrera hematoencefálica. Las nanopartículas permanecieron en los tumores de los ratones por hasta cinco días y no mostraron ninguna evidencia de daño de la barrera hematoencefálica.

El cáncer cerebral es uno de los cánceres más letales. También es uno de los más difíciles de tratar. Los resultados de imagenología con frecuencia son inexactos porque los cánceres cerebrales son extremadamente invasivos. Los cirujanos deben ver a través del cráneo y remover de manera segura tanto del tumor como puedan. Los médicos usan radiación o quimioterapia para destruir las células cancerosas en el tejido circundante.

El estudio fue realizado por investigadores de la Universidad de Washington (UW; Seattle, WA, EUA) y publicado en la edición del 1 de agosto de 2009 en la revista Cancer Research. Los hallazgos del estudio revelaron que las nanopartículas mejoraron el contraste en la resonancia magnética (RM) y la imagenología óptica, que se usa durante la cirugía. "Los cánceres cerebrales son muy invasivos, diferentes de otros cánceres. Invadirán el tejido circundante y no hay límite claro entre el tejido tumoral y el tejido cerebral normal”, dijo la autora principal Dra. Miqin Zhang, una profesora de ciencias de materiales e ingeniería de la UW.

No poder diferenciar un límite complica la cirugía. Problemas cognoscitivos severos son un efecto secundario común. "Si podemos inyectar esas nanopartículas con tinta infrarroja, aumentará el contraste entre el tejido tumoral y el normal”, dijo la Dra. Zhang. "Así, durante la cirugía, el cirujano puede ver el límite de manera más precisa. Podemos llamarlo ‘iluminación tumoral cerebral o pintar el tumor cerebral'. El tumor se iluminará”.

La nano-imagenología también puede ayudar con la detección temprana del cáncer, de acuerdo con la Dra. Zhang. Las técnicas actuales de imagenología tienen una resolución máxima de 1 mm; las nanopartículas pueden mejorar la resolución por un factor de 10 o más, permitiendo la detección de tumores más pequeños y el tratamiento más temprano.

Hasta ahora, ninguna nanopartícula usada para imagenología ha sido capaz de atravesar la barrera hematoencefálica y unirse específicamente a las células tumorales cerebrales. Con las técnicas actuales, los médicos inyectan colorantes en el cuerpo y usan drogas para abrir temporalmente la barrera hematoencefálica, arriesgando una infección del cerebro.

El equipo de la UW superó este obstáculo construyendo una nanopartícula que permanece pequeña en condiciones de humedad. La partícula era de aproximadamente 33 nm de diámetro cuando está húmeda, aproximadamente una tercera parte del tamaño de partículas similares usadas en otras partes el cuerpo.

Atravesar la barrera hematoencefálica depende del tamaño de la partícula, su contenido lípido o grasa, y la carga eléctrica en la partícula. La Dra. Zhang y colegas construyeron una partícula que puede pasar a través de la barrera y alcanzar los tumores. Para enfocar específicamente las células tumorales usaron clorotoxina, un péptido pequeño aislado del veneno del escorpión que muchos grupos, incluyendo el de la Dra. Zhang, están examinando por sus capacidades de ubicar los tumores. En la superficie de la nanopartícula Zhang colocó una molécula pequeña fluorescente, para imagenología óptica, y sitios de unión que pueden ser usados para unir otras moléculas.

Investigaciones futuras evaluarán el potencial de esta nanopartícula para tratar tumores, según la Dra. Zhang. Ella y colegas ya demostraron que la clorotoxina combinada con nanopartículas desacelera mucho la metástasis de los tumores. Verán si la capacidad puede extenderse o no al cáncer cerebral, el tumor sólido más común en afectar a los niños.

Mejorar meramente la imagenología, sin embargo, mejoraría los resultados de los pacientes. "La imagenología precisa de los tumores cerebrales es fenomenalmente importante. Sabemos que la supervivencia del paciente para los tumores cerebrales está relacionada directamente con la cantidad de tumor que podamos remover”, dijo el coautor, Dr. Richard Ellenbogen, profesor y jefe de cirugía neurológica de la Escuela de Medicina UW. "Esta es la siguiente generación de la imagenología del cáncer”, dijo. "La pasada generación fue la TC [tomografía computarizada], esta generación fue la de la RM, y esta es la siguiente generación de avances”.

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University of Washington