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Gran Vigo

Nanopartículas magnéticas para una detección precoz del cáncer

Las investigadoras Julia Majcherkiewicz y Verónica Salgueiriño, jefa del grupo de Materiales Magnéticos.

Las investigadoras Julia Majcherkiewicz y Verónica Salgueiriño, jefa del grupo de Materiales Magnéticos. Alba Villar

La detección precoz es clave en las enfermedades oncológicas y la Universidad de Vigo ha demostrado el potencial de las nanopartículas magnéticas como agentes de contraste en las resonancias para adelantar la detección de tumores. El grupo de Materiales Magnéticos y el Instituto de Investigación Sanitaria de Santiago (IDIS) han podido demostrar en ensayos con ratones que estas novedosas formulaciones mejoran la sensibilidad de las imágenes de los tejidos y facilitan el diagnóstico temprano.

“Los agentes de contraste que se utilizan actualmente contienen gadolinio, un metal que al acumularse en una determinada zona, el cerebro, el pecho o el hígado, permite observar si hay algún tejido distinto al sano. Pero al sustituirlo por nanopartículas de un material magnético logramos aumentar el contraste, de forma que las imágenes van a ofrecer un análisis más detallado del problema. Poder observar los tumores en sus etapas iniciales, cuando son más pequeños, es lo que da acceso a un diagnóstico temprano y a poder tomar todas las medidas de control necesarias”, destaca Verónica Salgueiriño, responsable del grupo vigués adscrito al departamento de Física Aplicada y al centro de investigación CINBIO de la UVigo.

Diferencia en el contraste de la imagen de un cerebro de rata utilizando nanopartículas magnéticas (izquierda) o agrupadas en emulsiones (derecha)

Diferencia en el contraste de la imagen de un cerebro de rata utilizando nanopartículas magnéticas (izquierda) o agrupadas en emulsiones (derecha) Cedida

Salgueiriño ha codirigido este estudio junto a María de la Fuente, jefa de la Unidad de Nano-Oncología y Terapéutica Traslacional del IDIS: “Coincidimos en un congreso y nos pareció que podíamos formar un tándem muy interesante y conveniente para ambas. Su equipo trabaja desde un punto de vista biomédico, enfocado al estudio de estas enfermedades y posibles tratamientos, y nosotros nos dedicamos a las nanopartículas y sus posibles usos”.

La resonancia magnética es una de las modalidades de imagen no invasiva más potentes y la sensibilidad de esta técnica puede mejorar en gran medida –entre 2 y 6 puntos– gracias al material desarrollado por el grupo vigués: nanopartículas de ferrita de manganeso encapsuladas en nanoemulsiones sencillas, biodegradables y no tóxicas.

Las investigadoras Verónica Salgueiriño y Julia Majcherkiewicz. Alba Villar

“Desarrollamos una doble estrategia. Por un lado, estudiamos cómo mejorar las propiedades del material desde un punto de vista físico para que proporcionase una buena señal. Y en la parte química, con el objetivo de reducir su toxicidad, introdujimos las nanopartículas en unas emulsiones y también las funcionalizamos con vitamina E, que es un agente antioxidante y contrarresta el efecto oxidativo del material magnético”, explica Salgueiriño.

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Con esta emulsión química, los investigadores consiguen que las nanopartículas sean más estables en un medio bio y que se redistribuyan mejor, concentrándose en la zona de interés para obtener la imagen e impidiendo su rápida acumulación en el hígado o los riñones.

Las pruebas biológicas se realizaron en el IDIS de Santiago. Primero se analizó el contraste generado en función del número de nanopartículas en muestras de agar, una base química. Y a continuación se hicieron análisis ex vivo con órganos de ratones para determinar que los niveles de toxicidad estaban dentro de los parámetros adecuados en hígado, riñones, pulmones y bazo.

“Y el siguiente paso ya fue con ensayos in vivo. En primer lugar se inyectaron los agentes de contraste en la cola del animal para que el flujo sanguíneo los repartiese por todos los órganos y comprobar así la biotoxicidad. Y para la pruebas en el cerebro se inyectaron en la parte posterior de la cabeza”, detalla Salgueiriño.

Los resultados del estudio acaban de ser publicados en la revista de alto impacto Advanced Healthcare Materials y supone una nueva línea de trabajo para los dos grupos de investigación.

Futuras líneas de trabajo

“Estamos muy contentos porque las pruebas de toxicidad previas son prometedoras y el contraste mejora en gran medida. Pero el camino hasta llegar a la aplicación clínica es largo. Nuestro objetivo ahora es seguir dando pasos y mejorando para que lo que hoy es potencial acabe siendo posible”, subraya Salgueiriño.

“Ya hemos comprobado que las nanopartículas encapsuladas en emulsiones funcionan como agentes de contraste y ahora queremos mejorar su formulación. Por ejemplo, manipulándolas magnéticamente. Al ser magnéticas, se pueden manipular a distancia para ayudar al torrente sanguíneo a que las conduzca a una determinada zona del organismo. Y para eso necesitamos análisis de física básica para determinar cómo podemos mejorar la velocidad y controlar su movimiento. Todavía quedan aspectos por estudiar”, añade.

Salgueiriño pone en valor la importancia de la colaboración entre distintos centros y grupos, así como el nivel de la investigación que se desarrolla en Galicia. Todas las partes del estudio se han llevado a cabo en nuestra comunidad, incluso alguno de los reactivos utilizados fue sintetizado por la compañía GalChimia.

La investigadora viguesa insiste asimismo en los plazos intrínsecos a la ciencia: “Las enfermedades oncológicas constituyen un problema muy grave en nuestra sociedad y sabemos que un diagnóstico precoz es la mejor opción para luchar contra ellas. Y estamos trabajando en ello. Pero hay que ser cautos y no generar falsas esperanzas. Debemos concienciar a la gente de la importancia de la investigación porque lo que se hace hoy es probable que en unos años sea muy útil. El COVID ha sido un ejemplo muy claro. Se quería una solución para hoy o para mañana a más tardar, pero se necesitan meses o años dependiendo de la magnitud del problema”.

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