Nanopartículas de sílice eliminan cáncer de próstata agresivo en ratones

Investigadores de Weill Cornell Medicine desarrollaron nanopartículas de sílice que pueden destruir directamente tumores prostáticos, mientras despiertan el sistema inmunológico del cuerpo para combatir el cáncer. Este hallazgo se presentó en un estudio preclínico que utilizó modelos de ratones con cáncer de próstata agresivo, donde las partículas lograron varias remisiones completas, lo que sugiere que este enfoque podría avanzar hacia ensayos clínicos en humanos.

Las nanopartículas, compuestas de sílice amorfa, un tipo de dióxido de silicio que se encuentra naturalmente en alimentos y en los restos fosilizados de organismos microscópicos, parecen atacar el cáncer de próstata de diversas maneras. Las nanopartículas, conocidas como Cornell Prime dots o C' dots, fueron inicialmente diseñadas para mejorar la imagen médica y ya están en ensayos clínicos avanzados para cirugía guiada por imágenes y otros usos terapéuticos.

En el nuevo estudio, publicado el 15 de junio en Cancer Research, el equipo probó las nanopartículas en ratones con cáncer de próstata agresivo. Los resultados mostraron que las partículas hacían que las células tumorales fueran altamente vulnerables a un tipo de autodestrucción, además de transformar el entorno tumoral de un estado inmuno-resistente a uno inmuno-activo. Este cambio podría mejorar significativamente la efectividad de las inmunoterapias existentes.

La doctora Michelle Bradbury, autora principal y profesora de investigación en radiología, expresó: "Estamos muy alentados por estos resultados; un tratamiento que induce directamente la muerte celular tumoral mientras transforma el microambiente inmunológico, como lo hace este, representaría un nuevo paradigma clínico".

Una de las revelaciones más inusuales del estudio fue el descubrimiento de un proceso llamado ferroptosis, una forma especializada de muerte celular impulsada por una oxidación abrumadora dentro de las células. Durante la ferroptosis, la oxidación daña moléculas críticas, particularmente las que componen las membranas celulares, lo que provoca la descomposición celular.

A pesar de que los científicos aún no comprenden completamente cómo las nanopartículas desencadenan este proceso, se ha sugerido que pueden recolectar iones de hierro cargados positivamente del torrente sanguíneo y transportarlos a las células tumorales, donde estos iones podrían alimentar la intensa oxidación que provoca la ferroptosis.

Además de matar directamente las células tumorales, las nanopartículas también remodelaron el entorno inmunológico que rodea al cáncer. Los investigadores notaron que las células T, los macrófagos y otros tipos de células inmunitarias cercanas a los tumores pasaron de estados inactivos o inmunosupresores a estados activos de combate contra el cáncer. Las nanopartículas también hicieron que los tumores fueran mucho más receptivos a los medicamentos de inmunoterapia aprobados, al tiempo que interrumpieron los procesos metabólicos en varias células dentro del microambiente tumoral, desacelerando aún más el crecimiento del tumor.

Para asegurar que el tratamiento alcanzara las células de cáncer de próstata, el equipo unió una molécula de orientación que reconoce la PSMA, una proteína presente en la superficie de las células tumorales prostáticas. Aunque algunas partículas se acumularon brevemente en otros órganos, como el bazo, no se encontraron signos de toxicidad fuera de los tumores.

Los hallazgos más impactantes surgieron de estudios de supervivencia en ratones con cáncer de próstata agresivo. Las nanopartículas y la inmunoterapia por sí solas mejoraron modestamente la supervivencia en comparación con la ausencia de tratamiento. Sin embargo, la combinación de las nanopartículas con una terapia de bloqueo de puntos de control inmunológico produjo remisiones completas o casi completas y supervivencia indefinida en cuatro de diez ratones. La adición de un tercer tratamiento, llamado bloqueo de CSF-1R, que se dirige a los macrófagos asociados al tumor, aumentó el número de remisiones completas a cinco de diez ratones.

La doctora Bradbury también reconoció el trabajo de los coautores del estudio, quienes lideraron muchos de los estudios biológicos y mecánicos, destacando la importancia de la colaboración en este avance. El equipo de investigación sigue investigando estas nanopartículas como una nueva clase de terapias contra el cáncer, con el objetivo a largo plazo de evaluar la seguridad y efectividad del tratamiento en ensayos clínicos humanos.

Este estudio fue financiado por el Departamento de Defensa y el Instituto Nacional del Cáncer, entre otros.

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