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martes 27 de diciembre de 2016

Crean materiales contra el cáncer con nanoestructuras y la ayuda de la luz

Mediante una combinación de componentes orgánicos e inorgánicos, la UPV/EHU logra crear nanopartículas estables para terapia fotodinámica

Inmersa en la nanociencia y la química de materiales, una investigación de la UPV/EHU propone una solución contra el cáncer que se aleja de los tratamientos convencionales. Utilizando como soporte nanopartículas de sílice, y anclando en ellas los componentes necesarios para la terapia fotodinámica, han desarrollado la forma de llegar a las células cancerosas y actuar únicamente en ellas. La clave es destruir las células dañinas mediante la producción de oxígeno radioactivo con ayuda de la luz.

Al contrario que en los tratamientos contra el cáncer convencionales, en los cuales se dañan células sanas del organismo a la vez que las cancerosas, la terapia fotodinámica apenas afecta a las zonas que no se desea tratar. Además del cáncer, también se pueden atacar de esta forma células microbianas, bacterias, hongos y virus. Investigadores del departamento de Física Química de la UPV/EHU han desarrollado nanopartículas apropiadas para su uso en este tipo de terapias, y se encuentran en colaboración con otros grupos de investigación, con el objetivo de observar la actividad de las nanopartículas In vitro, "para conocer cómo llegan a las células cancerosas, cómo las destruyen, su eficiencia, si las imágenes son claras, etc.", explica la química y miembro del grupo de investigación Nerea Epelde.

Las nanopartículas sintetizadas por Epelde y el resto del grupo constan de varios componentes, todos ellos necesarios e importantes. Por un lado,  las propias nanopartículas que sirven de soporte son nanopartículas porosas esféricas de sílice, inorgánicas, ya que "está probado que son apropiadas para otras aplicaciones biomédicas", comenta. Por otro lado, encapsularon unas moléculas fluorescentes dentro de las nanopartículas, "para poder realizar el seguimiento de las nanopartículas, y poder comprobar que llegan a las células tumorales", especifica Epelde.

Otro de los componentes que había que añadir a las nanopartículas fueron los fotosensibilizadores; "anclamos estos a la superficie exterior de las nanopartículas, ya que son los que tienen la función de destruir las células dañinas en la terapia fotodinámica. Cuando el fotosensibilizador se excita mediante una fuente de luz, se activa y a través de transferencia energética, forma una especie de oxígeno citotóxica reactiva, principalmente oxígeno singlete, que es el que acaba con las células tumorales, provocando en ellas la apoptosis o la necrosis", relata.

Otras estructuras y materiales, para otras aplicaciones

Además de en formato de nanopartículas, han encapsulado moléculas fotoactivas en estructuras de sílice en forma de monolito, "para conseguir materiales fluorescentes en estado sólido. Estos materiales pueden tener multitud de funciones y utilidades. En nuestro grupo trabajamos sobre todo con Rodamina, y hemos visto que en nuestros monolitos conseguimos una eficiencia fluorescente mayor que en los materiales en estado sólido desarrollados en otras investigaciones. Aunque es verdad que esta investigación no ha sido más que una primera aproximación, y es necesario investigar más en profundidad, para lograr una mayor estabilidad en el material, evitar su fractura, probar con otros compuestos, otros métodos de síntesis, etc.".

Dejando a un lado la sílice, el grupo de investigación de la UPV/EHU también ha creado materiales híbridos de otro tipo. Los pasos que siguieron fue utilizar como componente inorgánico una arcilla laminada, la saponita o la laponita, e introducir entre las láminas, mediante intercambio iónico, el material orgánico objeto de estudio. "De esta forma, el compuesto orgánico queda ordenado, lo cual es muy útil para trabajar con luz polarizada, por ejemplo. Entre otras aplicaciones, podría utilizarse como láser sintonizable en estado sólido, o como generador de segundo harmónico", informa Epelde.

En definitiva, los materiales híbridos pueden ser muy diversos, y pueden tener multitud de utilidades. "Se está investigando mucho este tema en todo el mundo, al ser un campo de mucho interés y hay margen de mejora. Las investigaciones realizadas nos han abierto varias puertas, y seguiremos perfeccionando y mejorando", concluye.

Información complementaria

Nerea Epelde Elezcano (Bilbao, 1986) ha llevado a cabo todas estas investigaciones como parte de su tesis doctoral, titulada Photoactive nanostructured hybrid materials for optical and biomedical applications, y la ha realizado entre la UPV/EHU y la UPPA (Unversite de Pau et des Pays de l'Adour), combinando el conocimiento de los dos centros. La tesis la han dirigido conjuntamente Virginia Martínez Martínez (UPV/EHU) y Sylvie Lacombe (UUPA).

 

 

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