Desde hace más de una década, Tanja Dučić - científica de la línea de luz MIRAS de ALBA - y un equipo internacional han estado inmersos en la misión de hacer frente al glioblastoma, el cáncer cerebral más agresivo y mortal en adultos. Su trabajo comenzó en 2015, cuando una beca internacional de la UICC apoyó el proyecto de la Dra. Dučić junto con la Profesora Gayle E. Woloschak de la Universidad de Northwestern (EUA), en el que se emplearon técnicas avanzadas de imagen y el sincrotrón APS para estudiar células cancerosas derivadas de pacientes (trabajo publicado en Analyst, 2017).

Posteriormente, las mismas células fueron analizadas utilizando espectroscopia y microscopía FTIR de células vivas en los sincrotrones ALBA y ELTTRA (Italia) (Analytical Chemistry, 2022). Este trabajo dio lugar a la primera colaboración y publicación conjunta que combina datos de una línea de luz del ALBA con la microscopía electrónica del Cryo-TEM, propiedad del IBMB-CSIC y parte del Centro Conjunto de Microscopía Electrónica en ALBA (JEMCA) (ACS Omega, 2024). Socios europeos, entre ellos Manuel Algarra (Universidad Pública de Navarra), Elena González-Muñoz (Universidad de Málaga), y Milena Ninkovic (Universidad de Göttingen), contribuyeron a estos proyectos.

El equipo desarrolló diminutas nanopartículas basadas en carbono, llamadas AMPS-CD, que resultaron ser inocuas para las células cerebrales sanas. La novedad surgió cuando estas nanopartículas se combinaron con el fármaco riluzol, formando el complejo AMPS-CDs@RZ. En las células de glioblastoma derivadas de pacientes, esta combinación desencadenó selectivamente la muerte de las células cancerosas, preservando al mismo tiempo el tejido sano. El estudio, publicado recientemente en la revista Journal of Nanobiotechnology, demuestra un enfoque basado en nanopartículas que aumenta la eficacia de los medicamentos ya existentes y minimiza el daño a las células cerebrales sanas.

Las células tratadas con las nanopartículas se examinaron en las líneas de luz MIRAS y MISTRAL de ALBA, en colaboración con Eva Pereiro, antigua responsable de línea MISTRAL. Usando espectroscopia de células vivas y tomografía de rayos X, se observaron cambios celulares drásticos en condiciones fisiológicamente relevantes, incluidas alteraciones masivas en el núcleo (formación de abultamientos en la envoltura nuclear), cambios en la dinámica mitocondrial y un aumento de la actividad vesicular — lo que revela un mecanismo complejo detrás de los efectos potenciados del riluzol.

Mediante potentes técnicas de imágenes con sincrotrón, el equipo de investigación observó que las células cancerosas experimentaban dramáticos cambios estructurales y químicos. Sus núcleos formaron protuberancias inusuales, sus fábricas de energía se pusieron a funcionar a toda marcha y las membranas internas se multiplicaron, volviendo a las células contra sí mismas a modo de agentes de su autodestrucción. Mientras tanto, las células cerebrales sanas permanecieron prácticamente ilesas, lo que muestra la precisión del tratamiento.

Estos hallazgos podrían ayudar a ajustar con mayor precisión las terapias del futuro. Con nuevas pruebas en curso en cultivos celulares 3D, estas nanopartículas podrían convertirse en un arma de nueva generación contra uno de los cánceres cerebrales más letales.

"Aunque aún se encuentran en una fase de investigación inicial, estos resultados proporcionan una hoja de ruta para el desarrollo de terapias más seguras y precisas para el glioblastoma y ofrecen esperanza para abordar los tumores resistentes a los tratamientos convencionales", comenta la Dra. Dučić.

Esquema del montaje experimental en ALBA con las nanopartículas de carbono (CD) y el fármaco riluzol (AMPS-CDs@RZ) (línea discontinua amarilla central) con células de pacientes con glioblastoma bajo microscopía (línea gris superior), imagen en células vivas mediante FTIR (línea roja) y tomografía criogénica de rayos X (línea azul inferior). De Dučić et al., Journal of Nanobiotechnology 2025 (doi: 10.1186/s12951-025-03687-2).