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Un prototipo para tratar tumores cutáneos

Investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia, la Universidad Politécnica de Madrid y el Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) han creado en el laboratorio un dispositivo, de bajo coste, para tratamientos basados en hipertermia óptica con láser. Esta técnica se utiliza, por ejemplo, en terapias contra cáncer cutáneo, e induce la muerte de las células tumorales por sobrecalentamiento.

Prototipo desarrollado por los investigadores. / UPV/UPM/CIBER-BBN

La revista Sensors and Actuators A Physical acaba de publicar los detalles de un nuevo equipo láser que genera hipertermia óptica, una técnica con la que se pueden tratar los tumores cutáneos mediante sobrecalentamiento. El prototipo lo han diseñado investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), la Universidad Politécnica de Madrid y el Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN).

Según explican los investigadores, el sobrecalentamiento se consigue mediante la irradiación de nanopartículas metálicas sintetizadas. “Al recibir la radiación, las partículas calientan el tejido tumoral alcanzando una temperatura entre 42 y 48ºC; manteniendo esa temperatura se produce una hipoxia que deriva en muerte celular”, explica Roberto Montes, investigador del Instituto de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM) en la UPV.

Cuando los nanocalefactores introducidos en las células son excitados por el láser, las conducen a una muerte ‘natural’

El prototipo desarrollado por los investigadores se compone de un láser infrarrojo con una potencia de hasta 500 mW capaz de proporcionar una densidad de potencia de hasta 4W/cm2, un sensor que permite registrar la temperatura en tiempo real durante la irradiación y un regulador de potencia del láser, entre otros componentes.

“Por sí mismo este tipo de láser no produce daño alguno cuando se aplica sobre el tejido; sin embargo, si es aplicado sobre tejidos previamente impregnados con nanopartículas de oro (Au-NPs) especialmente diseñadas -fruto del trabajo de los investigadores Andy Hernández y Cristina Latorre- se consigue un calentamiento localizado. Esto presenta una gran ventaja frente a otras técnicas, que no son capaces de discriminar entre tejidos sanos y enfermos”, apunta Roberto Montes.

El trabajo muestra las claves para la elaboración de un equipo para la técnica de hipertermia óptica de bajo coste. La principal novedad respecto a otros equipos comerciales es que integra todos los elementos necesarios para la fase experimental, controlando el mayor número de variables posibles. “En el diseño se han cuidado los pequeños detalles, como por ejemplo el control de temperatura del habitáculo, ya que resulta esencial para poder hacer un estudio al nivel que trabajamos” añade Javier Ibáñez, profesor e investigador adscrito al IDM de la UPV.

Inducir con láser una muerte celular 'natural'

Según apuntan los investigadores, en el mercado existen distintos aplicadores láser, utilizados en dermatología e incluso en cirugía. A determinadas potencias y longitudes de onda, la energía del láser se transforma en calor y produce la ablación (quemadura). “El sistema diseñado no pretende 'quemar' las células, con la inflamación adyacente que esto provoca, sino introducirles nanocalefactores que, al ser excitados por el láser, eleven su temperatura hasta los 42-48º, produciendo hipoxia y llevándolas a una muerte, digamos natural”, explica Ibáñez.

Este equipo ya se está utilizando con éxito en cultivos celulares in vitro y también se está trabajando en terapias en las cuales se combina la hipertermia con la liberación controlada de fármacos. “Aunque el equipo ha sido diseñado para trabajar exclusivamente en un ambiente de laboratorio, una vez desarrollada la técnica podría ser trasladada, fácilmente, a un ambiente hospitalario implementando pequeños cambios. Eso sí, estamos todavía en una fase inicial. Para su uso clínico, hay muchos pasos que dar: ensayos sobre tejidos animales, posteriormente sobre animales vivos para finalmente validar su aplicación en pacientes”, concluye Ibáñez.

Referencia bibliográfica:

Roberto Montes-Robles, Andy Hernández, Javier Ibáñez, Rafael Masot-Peris, Cristina de la Torre, Ramón Martínez-Máñez, Eduardo García-Breijo, Rubén Fraile. "Design of a low-cost equipment for optical hyperthermia". Sensors and Actuators A: Physical. http://dx.doi.org/10.1016/j.sna.2016.12.018. Proyecto financiado por el programa estatal de I+D+i.

Fuente: UPV/UPM/CIBER-BBN
Derechos: Creative Commons
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