El glioblastoma segueix sent un dels majors desafiaments en oncologia a causa de la seva ràpida proliferació, la seva capacitat per infiltrar-se en el teixit cerebral sa i la dificultat per administrar fàrmacs eficaços al cervell. A tot això s'hi afegeix la barrera hematoencefàlica (l'estructura natural que protegeix el cervell) i que limita l'arribada de molts tractaments convencionals. En aquest context, la nanomedicina s'ha convertit en una via prometedora per desenvolupar teràpies més precises i menys invasives.

Ara un grup del Centre de Recerca Príncipe Felipe (CIPF), liderat per Maria Jesús Vicent, cap del Laboratori de Polímers Terapèutics del CIPF, ha desenvolupat una nova plataforma nanotecnològica basada en nanotransportadors polimèrics de nova generació, capaços de transportar compostos terapèutics i facilitar la visualització del teixit tumoral mitjançant tècniques d'imatge.

A més, el sistema ha estat dissenyat per avaluar-ne l'ús combinat amb teràpia fotodinàmica, una tècnica mínimament invasiva que utilitza llum per activar determinats compostos amb efecte terapèutic. L'estudi es troba actualment en fase preclínica i els resultats provenen d'experiments realitzats en models avançats de laboratori.

Finalment, el disseny modular fa que la plataforma pugui adaptar-se a altres malalties que requereixin enfocaments de nanomedicina multifuncional.

Nanotransportadors intel·ligents i administració intranasal

La nova plataforma està formada per estructures polimèriques en forma d'estrella que incorporen un compost sensible a la llum basat en zinc.

Així, els nanotransportadors es poden utilitzar tant per visualitzar tumors com per activar els tractaments fotodinàmics dirigits directament contra les cèl·lules canceroses. Els assaigs realitzats van mostrar que les nanopartícules són eficaçment capaces d'entrar a les cèl·lules de glioblastoma i destruir-les quan són activades mitjançant llum. A més, romanen actives durant llargs períodes i permeten visualitzar el tumor mitjançant fluorescència, facilitant teràpies guiades per imatge.

L'estudi també va incorporar al sistema desenvolupat el fàrmac anticancerigen paclitaxel. Segons els resultats obtinguts al laboratori, aquesta estratègia de combinació de quimioteràpia i fotodinàmica va permetre augmentar l'activitat observada davant de cèl·lules tumorals en comparació del sistema inicial.

Un altre dels aspectes analitzats va ser la integració d'aquests nanotransportadors en un hidrogel basat en àcid hialurònic per estudiar la seva administració per via intranasal. La via d'administració intranasal ofereix una forma no invasiva de superar la barrera hematoencefàlica, que impedeix que la majoria dels fàrmacs administrats per via sistèmica arribin al cervell. Els resultats obtinguts van permetre avaluar el comportament del sistema al cervell i aportar informació útil per al desenvolupament de futures estratègies menys invasives en recerca oncològica.

Llum de sincrotró per entendre el nanomaterial

Per comprendre per què la plataforma es comporta de la manera com ho fa, el grup de recerca va estudiar la seva estructura interna mitjançant dispersió de raigs X a baix angle (SAXS) a la línia de llum NCD-SWEET del Sincrotró ALBA. “A diferència de les tècniques de laboratori, la tècnica SAXS amb llum de sincrotró, gràcies a la seva alta brillantor, ofereix la capacitat única d'analitzar estructures de baix contrast i revelar com s'acoblen els nanomaterials en solució en condicions que imiten fidelment el seu entorn biològic”, explica Cristián Huck, científic de línia a NCD-SWEET.

Les mesures van mostrar que el nanomaterial s'autoassembla de forma espontània formant estructures supramoleculars allargades en medi aquós. També van revelar que la incorporació de paclitaxel modifica subtilment aquesta organització interna, reduint les interaccions entre els components fotoactius de la plataforma. Aquests canvis estructurals ajuden a explicar la millora de les seves propietats òptiques i terapèutiques, i aporten informació valuosa per al disseny racional de futures nanomedicines.

Tot i que els resultats són prometedors des d'un punt de vista experimental, l'equip subratlla que encara seran necessaris estudis en models animals i posteriors assaigs clínics per avaluar la seguretat i l'eficàcia d'aquesta tecnologia abans de qualsevol possible aplicació clínica.

Nucli de porfirina fotoactiva decorat amb braços de poliglutamat. Aquests braços podrien canviar les interaccions π-π passant d'una estructura fibrilar a una globular que canvia les propietats d'alliberament en una diana seleccionada.

Un esforç col·laboratiu

L'estudi és el resultat d'una àmplia col·laboració multidisciplinària entre institucions de recerca de tota Espanya i ha estat liderat pel Centre de Recerca Príncipe Felipe (CIPF).

Els experiments amb el model de glioblastoma es van dur a terme amb el suport de la Universitat de Zaragoza i de l'Institut de Recerca Sanitària d'Aragó (IISA), a través de la Unitat de Suport Preclínic d'Aragó (UAPA). Els estudis de biodistribució es van realitzar a la Secció d'Imatge Biomèdica i Metabolòmica de la Unitat Central de Recerca en Medicina (UCIM) de la Universitat de València. La microscòpia electrònica de rastreig va comptar amb la col·laboració del grup de la professora Beatriu Escuder, de la Universitat Jaume I (UJI), mentre que la línia cel·lular A172 va ser proporcionada per la Dra. Julia Lorenzo, de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).

El projecte també va rebre el suport de l'Associació Espanyola Contra el Càncer (AECC), CIBERONC i finançament europeu a través del programa NextGenerationEU, reflectint un esforç coordinat a escala nacional i europea per impulsar el desenvolupament de noves estratègies de nanomedicina davant del càncer cerebral.