Desarrollan un innovador tratamiento contra el cáncer cerebral usando ondas sonoras

Un equipo de investigadores de la Universidad de Virginia ha desarrollado una estrategia experimental innovadora para el tratamiento del glioblastoma, uno de los tumores cerebrales más agresivos y difíciles de tratar en adultos. Este nuevo enfoque promete superar algunas de las limitaciones que han dificultado la eficacia de los tratamientos actuales contra el cáncer cerebral.

Dirigido por el doctor Roger Abounader, el equipo de investigación identificó pequeños fragmentos de material genético, conocidos como "microARNs", que pueden interferir con varios genes responsables del desarrollo y crecimiento del glioblastoma. Para introducir estas moléculas en el cerebro, los científicos combinaron nanopartículas especializadas, ultrasonido focalizado y burbujas microscópicas. Juntas, estas tecnologías permiten cruzar temporalmente la barrera protectora del cerebro, que normalmente impide que muchos tratamientos lleguen a los tumores y otras condiciones neurológicas.

"Este nuevo enfoque podría ayudar a atacar numerosas moléculas que promueven el crecimiento del cáncer, incluidas aquellas para las que no existen medicamentos, al mismo tiempo para lograr mejores terapias", comentó Abounader, profesor en la Escuela de Medicina de la UVA y en su Centro Integral de Cáncer. "Esperamos traducir nuestros hallazgos en futuros ensayos clínicos para pacientes con glioblastoma y otros tumores cerebrales".

Por qué el glioblastoma es tan difícil de tratar

El glioblastoma es el tumor cerebral maligno más común en adultos y uno de los más agresivos. Cada año, causa más de 13,000 muertes en los Estados Unidos. Uno de los motivos por los cuales es tan complicado de tratar es que las células cancerosas se dispersan en el tejido cerebral sano circundante, lo que hace casi imposible que los cirujanos eliminen el tumor por completo.

Además, la barrera hematoencefálica del cerebro, un sistema protector que ayuda a resguardar el órgano de sustancias nocivas, también bloquea muchos fármacos que podrían usarse para combatir el cáncer cerebral.

El tratamiento actual generalmente comienza con cirugía para eliminar la mayor cantidad posible del tumor. Luego, los pacientes reciben radioterapia y quimioterapia para controlar el cáncer restante y extender la supervivencia. A pesar de estos esfuerzos, el glioblastoma sigue siendo excepcionalmente difícil de manejar.

Los investigadores de UVA están explorando una estrategia diferente. En lugar de depender de fármacos que atacan procesos relacionados con el cáncer de manera individual, su enfoque utiliza microARNs, que son capaces de suprimir la actividad de múltiples genes problemáticos al mismo tiempo.

Al interrumpir varios genes que ayudan al glioblastoma a crecer y sobrevivir, el tratamiento podría potencialmente ralentizar o incluso detener el crecimiento del tumor. Esta capacidad de atacar múltiples mecanismos que impulsan el cáncer es especialmente importante, ya que la combinación de varios fármacos convencionales contra el cáncer puede producir efectos secundarios perjudiciales.

Usando ultrasonido para entregar moléculas que combaten el cáncer

Introducir estas moléculas genéticas en el cerebro representa otro gran desafío. Para superarlo, el equipo de Abounader utiliza ultrasonido focalizado guiado por imágenes por resonancia magnética (IRM), lo que permite dirigir las ondas sonoras con precisión hacia el área deseada.

El ultrasonido actúa junto con pequeñas "microburbujas" para abrir temporalmente la barrera hematoencefálica. Esto crea una oportunidad breve para que las nanopartículas que transportan los microARNs atraviesen la barrera y entren en el cerebro, donde pueden actuar sobre los genes involucrados en el crecimiento del tumor.

Los investigadores probaron este enfoque en experimentos de laboratorio y en modelos animales de glioblastoma. Los hallazgos mostraron que el tratamiento con microARNs ralentizó el crecimiento del tumor y ayudó a que los animales sobrevivieran más tiempo.

Aunque estos resultados son alentadores, la estrategia sigue siendo experimental y requerirá más investigación antes de poder ser evaluada en pacientes humanos. Abounader considera que los hallazgos proporcionan una indicación temprana importante de que la tecnología podría eventualmente beneficiar a personas con glioblastoma y, potencialmente, a quienes padecen otros tipos de cáncer.

"Este enfoque podría tener aplicaciones amplias para varias enfermedades cerebrales y otras enfermedades humanas", afirmó Abounader. "Nosotros y muchos otros estamos trabajando intensamente para aliviar la carga del cáncer y, con suerte, también curarlo por completo, pero esto requiere una inversión continua en investigación sobre el cáncer y la medicina".

UVA amplía la investigación sobre ultrasonido focalizado en cáncer

UVA Health ha estado a la vanguardia de la investigación sobre ultrasonido focalizado desde el desarrollo temprano de la tecnología. A lo largo de los años, sus científicos han construido un extenso programa de investigación que investiga cómo las ondas sonoras dirigidas con precisión podrían usarse para tratar una amplia gama de condiciones médicas.

Reconociendo el potencial de la tecnología en el tratamiento del cáncer, UVA se asoció con la Focused Ultrasound Foundation para establecer el Centro de Inmuno-Oncología de Ultrasonido Focalizado (FUSION Center). Este es el primer centro en el mundo dedicado específicamente a investigar cómo el ultrasonido focalizado puede combinarse con la inmunoterapia contra el cáncer. Los investigadores creen que esta combinación podría llevar a importantes avances en el tratamiento del cáncer durante el siglo XXI.

El esfuerzo también apoya las misiones más amplias del Centro Integral de Cáncer de UVA y del Instituto de Biotecnología Paul y Diane Manning, ambos trabajan para mejorar la atención a través de nuevos descubrimientos médicos.

El Centro Integral de Cáncer de UVA se encuentra entre solo 57 centros de cáncer en todo el país que han recibido la prestigiosa designación "integral" del Instituto Nacional del Cáncer. Este reconocimiento refleja su excelencia en investigación sobre el cáncer y atención al paciente.

El Instituto Manning fue establecido para acelerar el descubrimiento y desarrollo de nuevos medicamentos y posibles curas para algunas de las enfermedades más difíciles. Su trabajo está respaldado por una red estatal de ensayos clínicos diseñada para hacer que los tratamientos emergentes sean más accesibles para los pacientes a medida que avanzan a través de la investigación y las pruebas.

Hallazgos del estudio y apoyo a la investigación

Abounader y sus colegas publicaron su enfoque experimental y los hallazgos iniciales de laboratorio en la revista JCI, Journal of Clinical Investigation. El estudio es de acceso abierto y puede leerse de forma gratuita.

El equipo de investigación incluyó a Shekhar Saha, Ying Zhang, Myron K. Gibert Jr., Collin Dube, Farina Hanif, Elizabeth Qian Xu Mulcahy, Sylwia Bednarek, Yunan Sun, Pawel Marcinkiewicz, Xiantao Wang, Gijung Kwak, Ahsan H. Polash, Haolin Li, Kadie Hudson, Manikarna Dinda, Tapas Saha, Matthew McCord, Fadila Guessous, Nichola Cruickshanks, Rossymar Rivera Colon, Lily Dell'Olio, Rajitha Anbu, Wenjie Liu, Songy Choi, Benjamin Kefas, Pankaj Kumar, Alexander L. Klibanov, David Schiff, Jung Soo Suk, Justin Hanes, Jamie Mata, Markus Hafner y Abounader. Los investigadores informaron que no tienen intereses financieros en el trabajo.

El financiamiento provino del Instituto Nacional de Salud a través de las subvenciones U01 CA220841 y P30 CA044579, junto con el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares a través de las subvenciones R01 NS122222 y R21 NS122136. Un apoyo adicional fue proporcionado por una subvención piloto del Centro Integral de Cáncer de UVA, una subvención de la Schiff Foundation, la Ben and Catherine Ivy Foundation y la Focused Ultrasound Foundation.