Les nanocàpsules, plenes d’àtoms de Samari estable, s’irradien amb neutrons just abans d’entrar al cos per activar-les. Aquest sistema basat en nanomaterials és efectiu tant per imatge biomèdica com per la radioteràpia contra el càncer.
Els avenços en nanomedicina destinats al tractament del càncer van dirigits a la producció d’agents terapèutics cada vegada més eficients, biocompatibles, i intel·ligents. Un dels tractaments més prometedors inclou l’ús de nanopartícules radioactives, administrades intravenosament al cos, per fer front als tumors.
Ara, un equip internacional format per investigadors de l’Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB-CSIC) i l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), altres de centres de recerca i universitats del Regne Unit, França, Grècia, Praga i Itàlia, i una empresa francesa (Cis Bio International), dins del consorci del projecte europeu RADDEL (RADioactivity DELivery), han aconseguit preparar nanocàpsules estables que, un cop irradiades amb neutrons, s’activen i aconsegueixen uns nivells de radioactivitat unes 100 vegades més grans que els aconseguits en anteriors estudis, permetent reduir la proliferació i creixement dels tumors cancerígens. L’estudi s’ha publicat aquest desembre a la revista ACS Nano.
Alta radioactivitat: la clau per parar el creixement dels tumors
Aquesta gran radiació aconseguida permet que les nanocàpsules puguin utilitzar-se per a radioteràpia contra el càncer, i no només per a estudis d’imatge biomèdica, com fins ara. La imatge biomèdica requereix una radioactivitat més baixa, ja que s’utilitza per detectar en temps real la presència i posició de les nanocàpsules dins de l’organisme. La radioteràpia, en canvi, requereix una radiació més alta, ja que permet destruir les cèl·lules cancerígenes que formen els tumors, de manera localitzada. La gran radioactivitat aconseguida en aquest estudi, permet, a més, que la dosi administrada pugui ser molt més baixa que amb altres tractaments.
Les nanocàpsules es van provar en experiments in vivo amb ratolins, i es va veure una reducció d’alguns dels tumors, i una prevenció de la seva proliferació i reducció del ritme de creixement. “Encara s’han de fer més estudis per calcular-ne les dosis òptimes i els efectes secundaris, però els resultats existents són molt prometedors”, explica Gerard Tobías Rossell, investigador de l’ICMAB-CSIC.
Nanotubs de carboni: impermeables i biocompatibles
Les nanocàpsules són formades per nanotubs de carboni, és a dir, per làmines de grafè enrotllades i segellades per les puntes. “Aquestes nanocàpsules són impermeables, ja que la paret de grafè no permet que els àtoms radioactius que hi ha a l’interior s’escampin per la resta del cos”, afirma Tobías.
Els àtoms de l’interior són de samari (clorur de samari) ja utilitzat en hospitals com a pal·liatiu per metàstasis òssies. Quan es preparen les nanocàpsules, els àtoms no són radioactius. Només després de ser irradiats amb neutrons, els isòtops 152, estables, es converteixen en isòtops 153, radioactius, i útils per el tractament contra el càncer.
Nanocàpsules estables: facilitat de manipulació
El fet de treballar amb partícules no radioactives té múltiples avantatges: per una banda, permet realitzar tot el procés d’emplenat dels tubs i posterior processat en qualsevol laboratori, ja que no es requereix l’ús d’instal·lacions radioactives. També es redueix la generació de residus radioactius i l’exposició d’aquests productes als investigadors. A més, permet alleujar la limitació de temps que imposa l’ús d’elements radioactius, ja que aquests requereixen una manipulació generalment molt més ràpida. Les nanocàpsules es poden emmagatzemar sense cap tipus de requeriment especial fins el dia de la seva utilització.
Article de referència:
Neutron Activated 153Sm Sealed in Carbon Nanocapsules for in Vivo Imaging and Tumor Radiotherapy
Julie T.-W. Wang, Rebecca Klippstein, Markus Martincic, Elzbieta Pach, Robert Feldman, Martin Šefl, Yves Michel, Daniel Asker, Jane K. Sosabowski, Martin Kalbac, Tatiana Da Ros, Cécilia Ménard-Moyon, Alberto Bianco, Ioanna Kyriakou, Dimitris Emfietzoglou, Jean-Claude Saccavini, Belén Ballesteros*, Khuloud T. Al-Jamal*, Gerard Tobias*
ACS Nano 2019. DOI: 10.1021/acsnano.9b04898
CSIC Comunicació / ICMAB