Dentro de este grupo de células “secuestradas” destacan los macrófagos. Los macrófagos son células que patrullan incesantemente el organismo en busca de agentes patógenos, como bacterias o virus, a los que destruyen engulléndolos. Una vez que los macrófagos caen dentro del control de las células malignas, estos actúan como si estuviesen frente a una herida, en lugar de frente a una amenaza, de tal forma que empiezan a liberar factores de crecimiento y ayudan a vascularizar el tejido convirtiéndose en lo que se conoce como macrófagos asociados a tumor, aliados muy valiosos del tejido tumoral.

Por otro lado, a medida que un tejido tumoral crece, la cantidad de oxígeno que llega al tejido es cada vez menor, ya que la velocidad de producción de vasos sanguíneos no es tan rápida como para irrigar convenientemente toda la masa tumoral. Esto genera un estado hipóxico que hace que estos macrófagos asociados a tumor centren aún más sus esfuerzos en ayudar al tejido a crecer y vascularizarse, provocando un “efecto llamada” que atrae a más y más macrófagos a la zona. Como dato ilustrador de este efecto, en muchos casos casi el 50% de la masa tumoral que se elimina por cirugía en determinados tumores sólidos son macrófagos que acudieron a la zona.

Por si esto no fuera suficientemente malo, la presencia de estos macrófagos impide la acción de otras células del sistema inmunitario, como los linfocitos T o las “células asesinas naturales”, que también van a verse atraídas hacia el tumor, y que tendrían capacidad para destruir el tejido maligno si no estuviesen presentes los macrófagos. Existen diferentes fármacos en el ámbito clínico con capacidad para destruir macrófagos, pero generalmente presentan una toxicidad elevada y pueden dar lugar a efectos secundarios graves, ya que solo sería necesario eliminar los macrófagos asociados a tumor, no el resto de los macrófagos que patrullan por el organismo, que son imprescindibles para el correcto desempeño del sistema inmunitario.

Un equipo multidisciplinar de científicos de las Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y del Hospital Infantil Universitario Niño Jesús de Madrid, en España ambas entidades, ha desarrollado nanopartículas inteligentes multitarea capaces de destruir de forma selectiva a los macrófagos asociados a tumor,

Este novedoso nanosistema puede cargarse con diferentes combinaciones de agentes terapéuticos y puede ser el primer paso para el desarrollo de nanomedicinas personalizadas contra diversos tipos de tumores.

Estas nuevas nanopartículas, de tamaño similar al de muchos virus (alrededor de 100 nanómetros), reciben el nombre de protocélulas, y están formadas por un núcleo de sílice provisto de miles de pequeños poros con capacidad para albergar combinaciones de fármacos que son tóxicos para los macrófagos, y combinaciones de enzimas capaces de generar oxígeno a partir de descomposición de la glucosa.

A) Esquema de protocélulas: núcleo de sílice provista de porosidad capaz de albergar combinaciones de agentes terapéuticos con recubrimiento de bicapa lipídica y enzimas encapsuladas. B) Imagen de microscopía electrónica de las protocélulas. C) Microscopía de fluorescencia donde se observan las protocélulas (verde) en el interior de los macrófagos, los fármacos liberados que se acumulan en el núcleo celular (rojo) y el contorno de la membrana celular de los macrófagos (línea punteada en blanco). (Imágenes: UPM)

Con el fin de incrementar la durabilidad de las enzimas generadoras de oxígeno, estas se recubrieron a su vez con una fina envoltura polimérica altamente resistente a las condiciones presentes en el organismo. La superficie de las protocélulas fue provista de moléculas de un derivado sintético de manosa, que es un tipo de azúcar que se une de forma selectiva a receptores celulares presentes en la superficie de los macrófagos, especialmente de los macrófagos asociados a un tumor. De esta forma, cuando las protocélulas entran en contacto con la superficie de los macrófagos asociados al tumor, actúan como diminutos “caballos de Troya” siendo engullidas rápidamente y luego liberando los fármacos de forma segura en el interior de los macrófagos, causando la aniquilación de estos.

De forma paralela, las enzimas transportadas son liberadas también en el proceso de internalización en los macrófagos actuando como generadores de oxígeno en el tejido.

Estos sistemas se han ensayado en modelos celulares bajo flujo dinámico que simulan las condiciones presentes en los tumores sólidos, observándose que las protocélulas son capaces de destruir selectivamente poblaciones de macrófagos empleando dosis de nanopartículas muy reducidas, lo que el sistema ha demostrado su potencial eficacia como agente antitumoral.

Según informa Alejandro Baeza, investigador de la UPM, “actualmente, estamos poniendo en marcha un estudio en modelo animal de neuroblastoma, un tipo de tumor pediátrico muy agresivo, donde estudiaremos de forma más exhaustiva la selectividad y la seguridad de este nuevo agente terapéutico”. Los investigadores esperan que la información que se obtenga con estos ensayos permita concretar su aplicación en humanos a medio plazo.

El proyecto de investigación gracias al cual se han desarrollado nanopartículas inteligentes capaces de destruir las células del sistema inmunitario que ayudan a los tumores a desarrollarse, se ha llevado a cabo en el seno de una colaboración establecida desde hace varios años entre los grupos de investigación del Dr. Alejandro Baeza García, profesor en la Universidad Politécnica de Madrid, y el equipo del Dr. Manuel Ramírez Orellana, del Hospital Infantil Universitario Niño Jesús de Madrid. Para los ensayos biológicos también se ha contado con la colaboración del Dr. Diego Megías del Instituto de Salud Carlos III, en España. (Fuente: UPM)