Des de fa més d'una dècada, Tanja Dučić - científica de la línia de llum MIRAS d'ALBA - i un equip internacional han estat immersos en la missió de fer front al glioblastoma, el càncer cerebral més agressiu i mortal en adults. El seu treball va començar el 2015, quan una beca internacional de la UICC va recolzar el projecte de la Dra. Dučić juntament amb la Professora Gayle E. Woloschak de la Universitat de Northwestern (EUA), en què es van emprar tècniques avançades d'imatge i el sincrotró APS per estudiar cèl·lules canceroses derivades de pacients (estudi publicat a Analyst, 2017).

Posteriorment, les mateixes cèl·lules van ser analitzades utilitzant espectroscòpia i microscòpia FTIR de cèl·lules vives als sincrotrons ALBA i ELTTRA (Itàlia) (Analytical Chemistry, 2022). Aquest treball va donar lloc a la primera col·laboració i publicació conjunta que combina dades d'una línia de llum de l'ALBA amb la microscòpia electrònica del Cryo-TEM, propietat de l'IBMB-CSIC i part del Centre Conjunt de Microscopia Electrònica a l'ALBA (JEMCA) (ACS Omega, 2024). Socis europeus, entre ells Manuel Algarra (Universitat Pública de Navarra), Elena González-Muñoz (Universitat de Màlaga), i Milena Ninkovic (Universitat de Göttingen), van contribuir a aquests projectes.

L'equip va desenvolupar diminutes nanopartícules basades en carboni, anomenades AMPS-CD, que van resultar ser innòcues per a les cèl·lules cerebrals sanes. La novetat va sorgir quan aquestes nanopartícules es van combinar amb el fàrmac riluzol, formant el complex AMPS-CDs@RZ. A les cèl·lules de glioblastoma derivades de pacients, aquesta combinació va desencadenar selectivament la mort de les cèl·lules canceroses, preservant al mateix temps el teixit sa. L'estudi, publicat recentment a la revista Journal of Nanobiotechnology, demostra un enfocament basat en nanopartícules que augmenta l'eficàcia dels medicaments ja existents i minimitza el dany a les cèl·lules cerebrals sanes.

Les cèl·lules tractades amb les nanopartícules es van examinar a les línies de llum MIRAS i MISTRAL de l'ALBA, en col·laboració amb Eva Pereiro, antiga responsable de línia MISTRAL. Usant espectroscòpia de cèl·lules vives i tomografia de raigs X, es van observar canvis cel·lulars dràstics en condicions fisiològicament rellevants, incloses alteracions massives al nucli (formació de butllofes en l'embolcall nuclear), canvis en la dinàmica mitocondrial i un augment de l'activitat vesicular — fet que revela un mecanisme complex darrere dels efectes potenciats del riluzol.

Mitjançant potents tècniques d'imatge fetes amb sincrotró, l'equip de recerca va observar que les cèl·lules canceroses experimentaven canvis estructurals i químics dramàtics. Els seus nuclis van formar protuberàncies inusuals, les fàbriques d'energia es van posar a funcionar a tota marxa i les membranes internes es van multiplicar, tornant a les cèl·lules contra elles mateixes a tall d'agents de la seva pròpia autodestrucció. Mentrestant, les cèl·lules cerebrals sanes van romandre pràcticament il·leses, el que mostra la precisió del tractament.

Aquest descobriment podria ajudar a ajustar amb més precisió les teràpies del futur. Amb noves proves en curs en cultius cel·lulars 3D, aquestes nanopartícules podrien convertir-se en un arma de nova generació contra un dels càncers cerebrals més letals.

"Encara que encara ens trobem en una fase de recerca inicial, aquests resultats proporcionen un full de ruta per al desenvolupament de teràpies més segures i precises per al glioblastoma i ofereixen esperança per abordar els tumors resistents als tractaments convencionals", comenta la Dra. Dučić.

Esquema del muntatge experimental a ALBA amb les nanopartícules de carboni (CD) i el fàrmac riluzol (AMPS-CDs@RZ) (línia discontínua groga central) amb cèl·lules de pacients amb glioblastoma sota el microscopi (línia grisa superior), imatge en cèl·lules vives mitjançant FTIR (línia vermella) i tomografia criogènica de raigs X (línia blava inferior). De Dučić et al., Journal of Nanobiotechnology 2025 (doi: 10.1186/s12951-025-03687-2).