Desarrollan un nuevo nanomaterial basado en hierro que elimina selectivamente solo las células cancerosas

• Se desarrolló un nuevo nanomaterial que utiliza una estructura de armazón metal-orgánico (MOF) basada en hierro para inducir simultáneamente dos reacciones de oxidación dentro de las células cancerosas
• Este material aprovecha el entorno ácido y la alta concentración de peróxido de hidrógeno de las células cancerosas para generar tanto radicales hidroxilo como oxígeno singlete
• Supera las limitaciones de los agentes convencionales de terapia dinámica química (CDT), que solo generaban un tipo de radical de oxígeno o tenían baja actividad catalítica
• En experimentos con ratones eliminó por completo tumores de cáncer de mama, y no se observaron daños en tejidos sanos ni efectos secundarios
• El equipo de investigación planea verificar en el futuro su eficacia en otros tipos de cáncer, como el de páncreas, y evaluar su potencial de aplicación clínica

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Desarrollo de un nuevo nanomaterial basado en hierro

• Un equipo de Oregon State University diseñó un nanomaterial de doble reacción oxidativa que actúa dentro de las células cancerosas
  • Utiliza la acidez y la concentración de peróxido de hidrógeno de las células cancerosas para inducir dos reacciones de oxidación en su interior
  • Como resultado, maximiza el estrés oxidativo para destruir las células cancerosas sin dañar el tejido normal circundante
• Este estudio fue publicado en la revista Advanced Functional Materials

Avances en la terapia dinámica química (CDT)

• La CDT es una estrategia terapéutica que induce reacciones de oxidación aprovechando el entorno químico particular de las células cancerosas
  • Las células cancerosas tienen mayor acidez y mayor concentración de peróxido de hidrógeno que los tejidos normales
• La CDT convencional genera radicales hidroxilo, que oxidan y dañan lípidos, proteínas y ADN dentro de la célula
• Recientemente también han surgido enfoques de CDT que generan oxígeno singlete, pero en la mayoría de los casos solo podían producir un tipo de radical de oxígeno

Limitaciones de los agentes CDT existentes y mejoras

• Los agentes existentes se limitaban a una regresión tumoral parcial debido a la falta de actividad catalítica y a la generación de una sola especie oxidante
• Para resolverlo, el equipo diseñó una estructura MOF basada en hierro que permite generar simultáneamente dos tipos de radicales de oxígeno
  • Genera tanto radicales hidroxilo como oxígeno singlete, maximizando la toxicidad contra las células cancerosas
  • Mostró una potente toxicidad en varias líneas celulares cancerosas y casi no afectó a células no cancerosas

Resultados de los experimentos en animales

• Cuando se administró de forma sistémica a ratones implantados con células humanas de cáncer de mama, el nanomaterial se acumuló selectivamente en el tumor
  • Generó grandes cantidades de especies reactivas de oxígeno (ROS) para eliminar por completo el cáncer
  • No se observaron efectos secundarios ni toxicidad sistémica
• En el experimento, el tumor desapareció por completo y no hubo recurrencia

Próximas líneas de investigación

• El equipo planea realizar experimentos adicionales, incluidos tipos de cáncer agresivos como el de páncreas
  • El objetivo es verificar el alcance de su eficacia en diversos tipos de cáncer
• La investigación recibió apoyo del Instituto Nacional del Cáncer de EE. UU. (NCI) y del Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano Eunice Kennedy Shriver

[GN⁺]

Comentarios de Hacker News

• Ayer perdí a mi hermano por cáncer. Ojalá algún día investigaciones como esta puedan salvar vidas. Go Beavs

  • Que él, y toda su familia, encuentren paz. Cuando estés listo, recomiendo The Compassionate Friends, una organización que apoya a hermanos, padres y abuelos que han perdido a un hijo. Yo también participo ahí desde que perdí a mi hijo hace 9 años
  • Me duele el corazón. Yo también pasé por lo mismo
  • Lamento mucho que hayas tenido que vivir algo así. Lo digo también desde la experiencia
  • Te envío a ti y a tu familia mis más profundas condolencias. Un abrazo
  • Ya que dices “Go Beavs”, la mascota de Caltech también es un castor. Se llama Bernoulli the Beaver

• Ojalá este tratamiento llegue pronto a la gente. A una amiga de mi familia le diagnosticaron cáncer hace unos días, y en Canadá le ofrecieron suicidio asistido en 30 segundos. Ni siquiera le dieron tiempo de procesar el diagnóstico antes de ofrecerle ayuda para morir, y no le propusieron tratamientos experimentales

  • Es algo realmente horrible
  • Me pregunto si estuviste presente. Me cuesta creer que se lo hayan ofrecido tan rápido

• Mi familia también ha pasado por el cáncer, y aunque la investigación de los últimos 5 años es interesante, no ha habido avances que cambien de forma importante los resultados de tratamiento para el paciente promedio

  • En los últimos 5 años, los tratamientos más bien han avanzado a pasos agigantados. Por ejemplo, la comercialización de la terapia CAR T, la ampliación de indicaciones de Keytruda(enlace), la adopción de la biopsia líquida, el cambio de Atezolizumab a formulación inyectable y la introducción de la tomografía de baja dosis. La tendencia a la baja en la mortalidad por cáncer también es clara(datos)
  • El progreso médico es gradual y por eso cuesta percibirlo, pero en la práctica la inmunoterapia y las terapias combinadas han mejorado de forma constante la supervivencia y la calidad de vida. Hay diferencias según el tipo de cáncer, pero hay motivos para la esperanza(enlace al estudio)
  • Aun así, 5 años es poco tiempo para que un fármaco nuevo llegue a ensayos clínicos. La aprobación de la FDA tarda en promedio 10 años. Las innovaciones de ahora beneficiarán a los pacientes del futuro
  • Más que un gran avance aislado, lo importante es la acumulación de pequeñas mejoras. El cáncer repite mutaciones que existen desde hace miles de años, así que las mejoras en tipos o etapas específicas terminan reflejándose en los resultados generales

• Me da curiosidad el mecanismo de entrega del MOF. Es químicamente interesante, pero quiero saber cómo llega a las células cancerosas

  • Parece que solo las células cancerosas tienen ciertas condiciones, así que se acumula de manera natural ahí
  • Las células cancerosas absorben nutrientes en exceso para replicarse rápido. Como el hierro se usa como cofactor enzimático, al suministrarlo puede provocar un crecimiento explosivo y luego calentar localmente con un campo magnético para destruir las células. Este enfoque ya se había intentado antes con nanopartículas de oro

• La fuente real del artículo es la noticia de Oregon State University

• El experimento se hizo en ratones

  • Sí, fue un modelo en el que se implantaron células humanas de cáncer de mama en ratones. El nanofármaco se acumuló en el tumor, generó especies oxidativas y eliminó por completo el cáncer sin efectos secundarios
  • O sea, funcionó en ratones con células cancerosas humanas

• Ojalá prueben este tratamiento en pacientes con cáncer terminal

  • De acuerdo. Pero el proceso de consentimiento ético es importante. Si el paciente está demasiado grave, puede que no logre recuperarse aunque el cáncer desaparezca
  • Justamente para eso existe el proceso de los ensayos clínicos. Todos los medicamentos tienen que pasar por pruebas en humanos
  • Así es como funcionan los ensayos clínicos. Mi madre también vivió 10 años más gracias a un ensayo clínico. La existencia de un grupo placebo es dolorosa, pero necesaria. Ojalá la IA o la tecnología puedan mejorar este proceso

• Suena como una investigación muy prometedora

• Si esto funciona, me pregunto de cuánto sería el costo por tratamiento

  • En esta etapa del desarrollo es imposible saber el costo real. El precio se decide por el valor de mercado en relación con la eficacia. Si ya existen tratamientos para ese cáncer, será más bajo; si no tiene reemplazo, será más alto. Incluso podrían surgir estructuras de precios distintas según el tipo de cáncer
  • No sé si sea legítimo, pero este sitio vende nano hierro como suplemento a 40 dólares por 0.5 litros. Aun así, la frase “agua cargada de energía” no inspira mucha confianza
  • La síntesis de MOF es de las más fáciles de escalar a producción masiva entre los nanomateriales
  • El costo varía según el país. Si está subsidiado o cubierto por el seguro, el gasto para el paciente puede ser casi nulo

• La administración dirigida de fármacos oncológicos es un problema muy difícil. Ya sea con haces de radiación o con quimioterapia unida a anticuerpos, no es nada sencillo. La quimioterapia convencional expone a toxicidad a todo el cuerpo, pero las células cancerosas mueren más rápido. Si se pudiera atacar solo a las células cancerosas mediante administración sistémica, sería un avance revolucionario