Utilización de fármacos con diana magnética para mejorar la quimioterapia en tumores cerebrales

Los gliomas son un tipo de tumor cerebral que se origina en células llamadas células gliales.  

Como ocurre con la mayoría de los tumores cerebrales, la cirugía es la opción de tratamiento más común para los gliomas. Sin embargo, la cirugía cerebral es comprensiblemente invasiva y no siempre permite extirpar todo el tumor, lo que significa que a menudo debe complementarse con otros tratamientos. 

Si podemos encontrar una manera de tratar con éxito los tumores cerebrales con terapias como la quimioterapia , podremos hacer que el tratamiento sea más benigno para los pacientes. 

Sin embargo, el tratamiento de los tumores cerebrales con quimioterapia resulta más difícil que el de otros tumores. De hecho, la mayoría de las quimioterapias no se pueden utilizar en los tumores cerebrales porque los medicamentos no pueden llegar al cerebro. Esto se debe a la llamada barrera hematoencefálica. 

La barrera hematoencefálica actúa como una especie de control de seguridad para las células cerebrales. 

El oxígeno, los nutrientes y otras cosas que circulan en nuestra sangre y que las células cerebrales necesitan para sobrevivir pueden pasar a través de la barrera, mientras que una red compleja de barreras físicas y obstáculos metabólicos, como las enzimas, bloquean todo lo demás. 

Su finalidad es proteger las células cerebrales de cualquier cosa que pueda dañarlas, como bacterias o virus que pueda tener en la sangre si no se encuentra bien. Pero eso crea un problema para la quimioterapia. Si el medicamento no puede atravesar la barrera, no puede tratar un tumor. 

Existen quimioterapias que pueden penetrar la barrera, pero muy pocas, por lo que la cirugía invasiva sigue siendo el tratamiento principal para los tumores cerebrales. 

Entonces, para que sea un tratamiento más utilizable, necesitamos encontrar una forma de ayudar a la quimioterapia a atravesar esta barrera y llegar al cerebro. 

Y hemos encontrado uno: un imán. 

¿Un tratamiento futurista?  

El uso de imanes para administrar tratamientos a un sitio específico del cuerpo puede parecer futurista, pero la idea se propuso por primera vez en la década de 1960 y se consideró en el contexto del tratamiento del cáncer a fines de la década de 1970. 

Para lograrlo, se adhiere un medicamento a una partícula diminuta llamada nanopartícula magnética (MNP) y luego se utiliza un imán para dirigir esas partículas a un sitio particular del cuerpo.  

Por ejemplo, si se unen MNP a un fármaco de quimioterapia, se administra ese fármaco a un paciente por vía intravenosa y se crea un campo magnético alrededor de un órgano particular, la circulación sanguínea transportará las MNP a través del cuerpo hasta que lleguen a ese órgano, donde se "adherirán" debido a la atracción de las MNP al campo magnético.  

La ventaja de administrar medicamentos de esta manera es que garantiza que la administración del medicamento se concentre en el lugar correcto del cuerpo, lo que garantiza que la máxima cantidad del medicamento llegue al tumor y minimiza los efectos fuera del objetivo.  

Incluso se han realizado algunos ensayos clínicos en fase inicial que utilizan esta técnica, llamada focalización magnética de fármacos. 

Los resultados de estos ensayos han sido prometedores, pero se realizaron en personas con cánceres en los que el tumor está relativamente cerca de la superficie del cuerpo, como el cáncer de hígado. 

Los tumores cerebrales son un problema más complicado porque están más profundos en el cuerpo, lo que dificulta que los campos magnéticos penetren en el tumor. 

Por lo tanto, necesitamos imanes más fuertes, como los que se usan en un escáner de resonancia magnética, para crear un campo magnético más fuerte. 

Esto también se ha probado antes, con grados de éxito similares, pero como sabrá cualquiera que se haya hecho una resonancia magnética, los escáneres de resonancia magnética son voluminosos, ruidosos y pueden resultar incómodos. Por ello, no es una opción adecuada para personas que necesitan sesiones de quimioterapia regulares que pueden durar horas. 

Entonces, ¿qué hacer cuando la focalización magnética de fármacos podría ser una opción de tratamiento viable pero los dispositivos magnéticos actuales no son apropiados para la tarea? 

Diseña uno nuevo. 

 

En última instancia, nuestro objetivo es hacer que la administración de este tipo de tratamientos sea menos invasiva. 

 

Dra. Faith Howard  

Un casco magnético  

Eso es exactamente lo que ha hecho un equipo de investigadores de la Universidad de Sheffield, parcialmente financiado por nosotros. 

Pero aunque pensaban en grande, tuvieron que empezar por algo pequeño. 

Diseñaron un dispositivo para ratones con tumores cerebrales que utilizaba imanes llamados imanes de neodimio. Estos imanes eran más fuertes que los utilizados en ensayos anteriores, pero mucho más pequeños y más portátiles que los imanes de resonancia magnética. 

Construyeron estos imanes en una especie de casco, que los mantuvo en la posición correcta durante el curso del tratamiento y los encerraron de una manera que creó un campo magnético más enfocado y estable.  

Luego administraron por vía intravenosa nanopartículas de óxido de hierro a los ratones y les colocaron los cascos durante 30 minutos. Después de ese tiempo, descubrieron que las nanopartículas no solo habían logrado ingresar al cerebro, sino que también se habían concentrado en el tumor. Eso significaba que el imán estaba haciendo su trabajo.  

Una vez que confirmaron eso, pudieron ponerlo a prueba realmente.  

Unieron las mismas MNP a un fármaco de quimioterapia llamado temozolomida , una de las pocas quimioterapias disponibles actualmente para tumores cerebrales. Luego se lo administraron a los ratones por vía intravenosa tres veces en el transcurso de cuatro días y les colocaron el casco cada vez. 

“Queríamos ver si la administración del fármaco había tenido éxito, si había llegado directamente al tumor o si se había extendido por todo el cerebro”, explica la doctora Munitta Muthana, que dirige el equipo de investigación. “Luego pudimos ver si mejoraba la supervivencia y reducía la carga tumoral. 

“Estábamos realmente entusiasmados con los datos”. 

Los resultados mostraron que la temozolomida magnetizada redujo significativamente el tamaño de los tumores de los ratones y prolongó su supervivencia. Es importante destacar que estos ratones sobrevivieron durante más tiempo que aquellos que recibieron temozolomida sola, lo que demuestra que el imán hizo que la misma dosis del fármaco fuera más eficaz contra el tumor. 

Es más, no encontraron ningún MNP en el hígado, el bazo o los pulmones de ninguno de los ratones, lo que nos indica que el cuerpo puede descomponerlos y excretarlos de forma segura sin dañar otros órganos. 

Ampliación de escala 

Este estudio constituye una prueba de concepto: este pequeño dispositivo portátil puede concentrar con éxito la quimioterapia magnetizada en el interior de un tumor cerebral. Pero lo que resulta aún más apasionante son las posibilidades que esto podría generar. 

"No queríamos que se tratara de la temozolomida porque ya la utilizamos para tratar a pacientes con tumores cerebrales. Hay muchas otras quimioterapias y otros medicamentos que no se administran a estos pacientes", afirma Muthana. 

“Los próximos pasos serán reemplazar ese medicamento con medicamentos que tal vez no se usarían actualmente para este propósito”. 

Si podemos ayudar a que otros medicamentos crucen la barrera hematoencefálica utilizando estos imanes, existe la oportunidad de aumentar enormemente el número de medicamentos disponibles para tratar los tumores cerebrales. 

“En última instancia, nuestro objetivo es hacer que la administración de este tipo de tratamientos sea menos invasiva”, añade la Dra. Faith Howard, investigadora postdoctoral asociada al equipo financiada por Cancer Research UK. 

“La forma en que tratamos los gliomas es inyectando quimioterapias directamente en el cerebro, lo que es una cirugía muy invasiva y riesgosa y que solo se puede realizar un número limitado de veces. Mientras que con un sistema de administración como este existe la posibilidad de múltiples administraciones durante un período determinado, más opciones de medicamentos, mejor recuperación del paciente y menos tiempo en el hospital”. 

Aunque los resultados son prometedores, Muthana dice que todavía no estamos listos para dar el salto y utilizar este dispositivo para mejorar el tratamiento en humanos. Tendremos que probar el tratamiento en un animal más grande con un cerebro de tamaño similar al nuestro. 

Pero para asegurarnos de que estemos preparados cuando lleguemos a los humanos, ya han demostrado que este dispositivo magnético puede ampliarse al tamaño humano. 

Estos imanes de mayor tamaño son lo suficientemente potentes como para penetrar aproximadamente 10 centímetros en el cerebro, lo que nos permitiría atacar incluso tumores muy profundos, mientras que la portabilidad del dispositivo permitiría a los pacientes cierta libertad durante el tratamiento. 

“Conseguimos que algunos pacientes con cáncer cerebral vinieran a probarse unos cascos que contenían este imán”, dice Muthana. “Les pedimos que prepararan una taza de té para ver qué sensación les produciría y les pedimos su opinión sobre el tipo de cascos que deberíamos fabricar”. 

Aunque no lo veamos en acción en un futuro cercano, la administración de fármacos mediante tecnología magnética tiene el potencial de cambiar el tratamiento de los tumores cerebrales. Se podría evitar que más pacientes se sometan a una cirugía invasiva y se les podría ofrecer un tratamiento más benigno y más flexible. 

Jacob

• Lea más sobre la investigación de la Dra. Muthana y su grupo.