Catalizador metálico activado por luz destruye fuente de energía vital de células cancerosas
Un metal de la era espacial que formaba parte del asteroide que destruyó a los dinosaurios podría proporcionar un nuevo método de tratamiento selectivo de tumores cancerosos con luz.
Científicos de la Universidad de Warwick, en colaboración con colegas en China, Francia, Suiza y la Universidad Heriot-Watt, han desarrollado una técnica que utiliza la luz para activar un compuesto de iridio que mata el cáncer y que ataca, por primera vez, una fuente de energía vital en células cancerosas incluso bajo hipoxia, lo que abre significativamente la gama de cánceres que se pueden tratar con la técnica.
La técnica se detalla en un artículo publicado en Nature Chemistry y podría conducir a otra herramienta para que los médicos la utilicen en la lucha contra el cáncer, y potencialmente incluso vacunar a los pacientes contra futuros cánceres.
La terapia fotodinámica (PDT) utiliza la luz para matar tumores cancerosos en el cuerpo mediante la activación de un compuesto químico llamado fotosensibilizador, que crea especies que pueden atacar células cancerosas en presencia de luz.
Con este método, los médicos pueden dirigir la luz a regiones específicas del tumor canceroso y evitar daños en el tejido normal.
Los métodos actuales se basan principalmente en la presencia de oxígeno y muchos tumores son ‘hipóxicos’, lo que significa que son deficientes en oxígeno normal a menudo debido a la falta de suministro de sangre.
El equipo internacional de científicos ha desarrollado un compuesto del metal iridio que matará las células cancerosas en cultivo incluso cuando la concentración de oxígeno sea baja.
La técnica puede tratar cualquier tumor donde se pueda administrar luz, y sería particularmente adecuada para tratar los cánceres de vejiga, pulmón, esófago, cerebro y piel.
Hay alrededor de 10,000 casos de cáncer de vejiga en el Reino Unido por año, de los cuales alrededor de 5,000 podrían beneficiarse potencialmente de este tipo de tratamiento.
El profesor Peter Sadler, del Departamento de Química de la Universidad de Warwick, dijo:
“Todo el tiempo en el tratamiento del cáncer, los médicos intentan combatir la resistencia.
Las drogas pueden matar las células cancerosas inicialmente, pero con el tratamiento repetido las células se vuelven resistentes, aprenden cómo químicamente modificar el medicamento o contrarrestar su mecanismo de acción.
Los investigadores están buscando formas novedosas en las que la célula cancerosa morirá.
Si se han vuelto resistentes a otros medicamentos contra el cáncer, pueden no ser resistentes a este tratamiento porque mata las células cancerosas de forma diferente.
“Hay un creciente interés en reducir los efectos secundarios del tratamiento del cáncer tanto como sea posible y cualquier cosa que pueda ser selectiva ayudará con eso.
El compuesto que hemos desarrollado no sería muy tóxico, lo daríamos a las células cancerosas, esperamos un poco de tiempo para que sea absorbido, luego irradiaríamos con luz y lo activaríamos en esas células.
Esperaríamos que la muerte de esas células cancerosas ocurra muy rápidamente en comparación con los métodos actuales “.
Una vez activado por la luz, el compuesto de iridio ataca la maquinaria productora de energía en las células cancerosas, una coenzima vital llamada dinucleótido de nicotinamida adenina (NADH), y destruye catalíticamente esa coenzima o la cambia a su forma oxidada.
Esto altera la maquinaria productora de energía en una célula cancerosa y corta efectivamente la fuente de energía del tumor.
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Las células cancerosas tienen un requerimiento muy alto de NADH, porque necesitan mucha energía para dividirse y multiplicarse rápidamente.
Los investigadores incluso encontraron que el compuesto aún funciona en presencia de oxígeno, al convertirlo en un tipo de oxígeno ‘tóxico’ que matará las células cancerosas.
El equipo de científicos también señaló que a medida que las células cancerosas mueren, cambian su química de tal manera que generarán una reacción inmune en el cuerpo, lo que se conoce como una respuesta inmunoterapéutica.
Esto sugiere que las personas tratadas con esta técnica podrían estar inmunizadas contra el ataque de ese cáncer y se investigará más en investigaciones futuras.
El profesor Vas Stavros (Universidad de Warwick) comentó:
“El poder de la luz para cambiar drásticamente la reactividad de las moléculas químicas dentro de una milésima de millonésima de segundo ahora se puede aprovechar para tratar los cánceres resistentes”.
El profesor Martin Paterson (Universidad Heriot-Watt) comentó:
“Este avance ilustra el poder de la computación moderna para comprender los efectos de la luz en las moléculas químicas para proporcionar medicamentos del futuro con mecanismos de acción verdaderamente únicos”.
El profesor Hui Chao (Universidad Sun Yat-Sen) comentó:
“Ahora tenemos un nuevo medicamento potencial que no solo puede matar selectivamente las células cancerosas con suministros normales de oxígeno, sino también las células cancerosas hipóxicas que a menudo resisten el tratamiento con terapia fotodinámica”.
El profesor Peter Sadler agregó:
“La capacidad de los compuestos metálicos para inducir una respuesta inmunogénica en el cuerpo que pueda vacunar efectivamente a una persona contra futuros ataques de cáncer es un desarrollo emocionante.
Es muy especulativo, pero estamos investigando más a fondo las características .
El iridio se descubrió por primera vez en 1803, y su nombre proviene del latín para ‘arcoiris’.
De la misma familia que el platino, es duro, quebradizo y es el metal más resistente a la corrosión del mundo.
De color amarillo, su punto de fusión es más de 2400 ° Celsius.
Se usa en satélites y naves espaciales debido a su resistencia a ambientes extremos, y comúnmente se cree que fue enriquecido en la corteza terrestre por un meteorito que aniquiló a los dinosaurios hace 66 millones de años.
Fuente: Noticias de la Ciencia
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