El glioblastoma sigue siendo uno de los mayores desafíos en oncología debido a su rápida proliferación, su capacidad para infiltrarse en el tejido cerebral sano y la dificultad para administrar fármacos eficaces al cerebro. A ello se suma la barrera hematoencefálica (la estructura natural que protege el cerebro) y que limita la llegada de muchos tratamientos convencionales. En este contexto, la nanomedicina se ha convertido en una vía prometedora para desarrollar terapias más precisas y menos invasivas.

Ahora un grupo del Centro de Investigación Príncipe Felipe (CIPF), liderado por María Jesús Vicent, jefa del Laboratorio de Polímeros Terapéuticos del CIPF, ha desarrollado una nueva plataforma nanotecnológica basada en nanotransportadores poliméricos de nueva generación, capaces de transportar compuestos terapéuticos y facilitar la visualización del tejido tumoral mediante técnicas de imagen.

Además, el sistema ha sido diseñado para evaluar su uso combinado con terapia fotodinámica, una técnica mínimamente invasiva que utiliza luz para activar determinados compuestos con efecto terapéutico. El estudio se encuentra actualmente en fase preclínica y sus resultados proceden de experimentos realizados en modelos avanzados de laboratorio.

Por último, su diseño modular hace que la plataforma pueda adaptarse a otras enfermedades que requieran enfoques de nanomedicina multifuncional.

Nanotransportadores inteligentes y administración intranasal

La nueva plataforma está formada por estructuras poliméricas en forma de estrella que incorporan un compuesto sensible a la luz basado en zinc.

Así, los nanotransportadores pueden utilizarse tanto para visualizar tumores como para activar los tratamientos fotodinámicos dirigidos directamente contra las células cancerosas. Los ensayos realizados mostraron que las nanopartículas son eficazmente capaces de entrar en las células de glioblastoma y destruirlas cuando son activadas mediante luz. Además, permanecen activas durante largos periodos y permiten visualizar el tumor mediante fluorescencia, facilitando terapias guiadas por imagen.

El estudio también incorporó al sistema desarrollado el fármaco anticancerígeno paclitaxel. Según los resultados obtenidos en laboratorio, esta estrategia de combinación de quimioterapia y fotodinámica permitió aumentar la actividad observada frente a células tumorales en comparación con el sistema inicial.

Otro de los aspectos analizados fue la integración de estos nanotransportadores en un hidrogel basado en ácido hialurónico para estudiar su administración por vía intranasal. La vía de administración intranasal ofrece una forma no invasiva de superar la barrera hematoencefálica, que impide que la mayoría de los fármacos administrados por vía sistémica lleguen al cerebro. Los resultados obtenidos permitieron evaluar el comportamiento del sistema en el cerebro y aportar información útil para el desarrollo de futuras estrategias menos invasivas en investigación oncológica.

Luz de sincrotrón para entender el nanomaterial

Para comprender por qué la plataforma se comporta de la manera en que lo hace, el grupo de investigación estudió su estructura interna mediante dispersión de rayos X a bajo ángulo (SAXS) en la línea de luz NCD-SWEET del Sincrotrón ALBA. “A diferencia de las técnicas de laboratorio, la técnica SAXS con luz de sincrotrón, gracias a su alta brillantez, ofrece la capacidad única de analizar estructuras de bajo contraste y revelar cómo se ensamblan los nanomateriales en solución en condiciones que imitan fielmente su entorno biológico”, explica Cristián Huck, científico de línea de NCD-SWEET.

Las medidas mostraron que el nanomaterial se autoensambla de forma espontánea formando estructuras supramoleculares alargadas en medio acuoso. También revelaron que la incorporación de paclitaxel modifica sutilmente esta organización interna, reduciendo las interacciones entre los componentes fotoactivos de la plataforma. Estos cambios estructurales ayudan a explicar la mejora de sus propiedades ópticas y terapéuticas, y aportan información valiosa para el diseño racional de futuras nanomedicinas.

Aunque los resultados son prometedores desde un punto de vista experimental, el equipo subraya que todavía serán necesarios estudios en modelos animales y posteriores ensayos clínicos para evaluar la seguridad y eficacia de esta tecnología antes de cualquier posible aplicación 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 esfuerzo colaborativo

El estudio es el resultado de una amplia colaboración multidisciplinar entre instituciones de investigación de toda España y ha estado liderado por el Centro de Investigación Príncipe Felipe (CIPF).

Los experimentos con el modelo de glioblastoma se llevaron a cabo con el apoyo de la Universidad de Zaragoza y del Instituto de Investigación Sanitaria de Aragón (IISA), a través de la Unidad de Apoyo Preclínico de Aragón (UAPA). Los estudios de biodistribución se realizaron en la Sección de Imagen Biomédica y Metabolómica de la Unidad Central de Investigación en Medicina (UCIM) de la Universitat de València. La microscopía electrónica de barrido contó con la colaboración del grupo de la profesora Beatriu Escuder, de la Universitat Jaume I (UJI), mientras que la línea celular A172 fue proporcionada por la Dra. Julia Lorenzo, de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).

El trabajo también recibió el apoyo de la Asociación Española Contra el Cáncer (AECC), CIBERONC y financiación europea a través del programa NextGenerationEU, reflejando un esfuerzo coordinado a escala nacional y europea para impulsar el desarrollo de nuevas estrategias de nanomedicina frente al cáncer cerebral.