Cultura Biotec se va de “excursión” al CNB (III) – Entrevista a Domingo F. Barber, director del grupo de investigación de las nanopartículas contra el cáncer

Sara Pérez Jerónimo

Periodista

** Domingo F. Barber es investigador en el Centro Nacional de Biotecnología, en el departamento de Inmunología y Oncología y director del grupo de investigación que ha desarrollado nanopartículas magnéticas para el tratamiento de tumores

Sara: En primer lugar Domingo, muchas gracias por atender está entrevista. Para empezar nos gustaría que nos contases cómo surge esta línea de investigación…

Domingo: La idea de la que partimos para desarrollar este tipo de aproximación experimental es que en la actualidad, los tratamientos con los qué contamos para tratar enfermedades como el cáncer son muy limitados.

Cuando nos enfrentamos a un tumor en fase muy avanzada, la principal salida es la cirugía. Por otra parte, tenemos los clásicos tratamientos de radioterapia y quimioterapia. Sin embargo, son tratamientos muy generales, que no sólo afectan a las células del tumor y que provocan numerosos efectos secundarios en el paciente. Todos tenemos algún familiar, conocido o amigo que ha sido tratado de algún tipo de cáncer o tumor y sabemos cuales son los efectos secundarios de este tipo de tratamientos: fatiga, nauseas y vómitos, caída del cabello e incluso dificultad para la alimentación.

Actualmente, estamos viviendo una nueva era en farmacología, que nos permite investigar y buscar otro tipo de soluciones y sustancias destinadas a tratar este tipo de enfermedades de forma específica.

Así, nuestra investigación se ha basado en el desarrollo de unas nanopartículas magnéticas con una carga de interferón, una sustancia que potencia el importante papel que juega el sistema inmunitario del paciente en la lucha específica contra las células tumorales. De este modo, las partículas dirigidas con un imán en la zona del tumor son capaces de destruir las células cancerosas sin afectar al resto del tejido.

¿Qué son la radioterapia y quimioterapia?

La radioterapia es un tratamiento basado en el uso de partículas similares a las de los rayos X, de mayor energía y capaces de entrar en nuestro cuerpo. Por su parte, la quimioterapia recurre al uso de fármacos en la lucha contra las células cancerígenas. De este modo, estas técnicas se usan como tratamiento contra el cáncer, ya que son capaces de actuar sobre los tumores y destruir las células malignas. Sin embargo, son tratamientos muy  agresivos, ya que también afectan a las células sanas y provocan numerosos efectos secundarios.

Sara: ¿Por qué nanopartículas magnéticas?

Domingo: Para el desarrollo de esta aproximación experimental partimos del papel fundamental que juega el magnetismo. Este ámbito de investigación no es nuevo, ya que el uso de imanes y partículas ya está presente en algunas aplicaciones experimentales.

Un ejemplo de ello son algunas terapias como la hipertermia magnética, un método no invasivo y capaz de acotarse a la región tumoral, mediante el cual, tras inyectar una batería de nanopartículas magnéticas en el tumor y aplicar un campo electromagnético, las partículas además de atraerse, se calientan, logrando la destrucción de las células cancerosas.

A raíz de esta premisa, llegamos a la conclusión de que ese tipo de partículas también podrían ser capaces de liberar fármacos de forma específica en la zona del tumor.

La fama de las nanopartículas

Actualmente, estas partículas microscópicas son la estrella de numerosos estudios desarrollados en diferentes áreas de la ciencia como la electrónica, la óptica y la biomedicina en general, donde en estos momentos se están desarrollando numerosas líneas de investigación. Alguna de las más destacadas son el estudio de las nanopartículas como fuente para la detección, diagnóstico y tratamiento del cáncer.

En el caso particular de la nanociencia, cada caso es un mundo, ya que las propiedades de todo lo que se estudie están sujetas a cambios en relación con el tamaño por el que se opte.

Sara: En este caso concreto, ¿qué tamaño tienen estas nanopartículas?

Domingo: Las nanopartículas magnéticas han de tener un tamaño determinado. Si seleccionamos unas muy pequeñas se eliminarán muy rápido de la circulación sanguínea. Por lo contrario, si son demasiado grandes, tampoco cumplirán su función y acabarán acumuladas en órganos como el bazo o el hígado.

De este modo, es fundamental que las partículas tengan un tamaño adecuado para que ya sólo por su dimensión puedan acumularse de forma superior en el tumor y no en otros sitios.

Finalmente, para poder tener una acumulación específica en el tumor, las partículas que hemos desarrollado con la carga de interferón incluida tienen unos 400 nanómetros.

¿Qué es el interferón?

El interferón es un tipo de proteína producida por el sistema inmunitario como respuesta al ataque de agentes externos como virus o células cancerígenas. De este modo, el interferón lucha contra las acciones víricas intentando impedir la replicación de las células infectadas por el virus, y activa los linfocitos NK, encargados de reconocer estas células y eliminarlas.

Existen tres tipos diferentes de interferón, entre los que se encuentra el interferón gamma (ITNɤ), una sustancia con efectos antitumorales y antivirales.

La desventaja del ITNɤ es que su liberación ha de ser en dosis muy pequeñas, por lo que hasta el momento no había resultado muy útil en los tratamientos contra el cáncer.

Sara: ¿Cómo lograsteis crear estas nanopartículas?

Domingo: En el pasado, se utilizó el interferón inyectado de forma sistémica. El principal problema para utilizarlo es que aún no se ha logrado que llegue en cantidad suficiente a la zona del tumor sin que resulte tóxico para el resto del organismo.

No obstante, el interferón gamma es una de las sustancias más eficaces, capaz de activar la respuesta natural e inmunológica del cuerpo contra el tumor.

De este modo, lo que nosotros buscábamos era poder usar esta sustancia eliminando todos esos efectos indeseados.

En el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid son especialistas en crear partículas magnéticas, por lo que fueron los encargados de mejorar su tamaño y su capacidad reactiva, de modo que, pese a ser tan pequeñas pueden actuar con un imán grande. Posteriormente y a partir de ese trabajo, nosotros pudimos funcionalizarlas, de manera que esas nanopartículas fueran capaces de liberar el interferón.

Sara: ¿Podrías contarnos un poquito como habéis desarrollado la investigación y a qué conclusiones habéis llegado?

Domingo: La investigación se ha desarrollado con un modelo específico de ratón. De este modo, para comprobar el potencial de las nanopartículas magnéticas, les inducimos tumores idénticos a los desarrollados por el hombre mediante dos técnicas: la inducción química y la inyección de células tumorales.   

Para tratarlos, intentamos establecimos dos vías de actuación distintas. Primero pensamos que si implantábamos el imán dentro del cuerpo del ratón, al tener durante todo el tiempo el imán encima, funcionaría muy bien, pero no fue así. Uno de los principales problemas derivados de esto es que los imanes generan inflamación.

Por este motivo, optamos por aplicarlo fuera. Es el mismo método que siguen las resonancias magnéticas. Contamos con un sistema que nos permitía tener al ratón quieto y poder aplicarle el imán, logrando aumentar la concentración de interferón únicamente a nivel del tumor.

Las sesiones duraban una hora y se desarrollaron a lo largo de un mes, un día si y uno no.

Tras este período de tiempo, comprobamos que esta estrategia permite que se infiltren numerosas células del sistema inmune en el tumor, lo reduzcan y lo eliminen. Un proceso sin efectos secundarios, que además, evita la neovascularización, un proceso muy importante para que no haya crezcan nuevos vasos sanguíneos cerca del tumor e para impedir su crecimiento.

Los resultados de nuestra investigación determinan que las nanopartículas magnéticas combinadas con interferón son una vía muy eficiente que podría abrir otras puertas de cara a tratamientos para otras enfermedades como la artritis.

Sara: Y para terminar, ¿podrías contarnos cuánto tardará este estudio en llegar a la fase de ensayo en humanos?

Domingo: De momento, los primeros datos se han publicado en prensa online. En estos momentos, estamos poniendo el estudio bonito, haciendo las últimas pruebas y correcciones, para que sea publicado a mediados del mes de marzo o ya en abril.

Sin embargo, para iniciar los ensayos con humano hay un gap de media de unos 20 años. En este caso concreto, el uso de nanopartículas magnéticas y de interferón ya está aprobado por la FDA, por lo que supongo que sería más rápido. Puede que en vez de los 20 años de media, el período quedaría en unos diez.

En definitiva, una nueva vía de investigación para la que aún queda mucho camino por recorrer, pero que abre nuevas posibilidades y las puertas del futuro para los nuevos tratamientos contra el cáncer.