Nanoburbujas activadas por ultrasonido rompen las barreras tumorales para mejorar la administración de fármacos

Investigadores de la Universidad Case Western Reserve han descubierto una forma de vulnerar una de las defensas más persistentes del cáncer: la fortaleza impenetrable que los tumores sólidos construyen a su alrededor. Al inyectar nanoburbujas llenas de gas inerte en los tumores y «hacerlas vibrar» con ultrasonidos, el equipo logró romper las barreras tumorales lo suficiente como para permitir la entrada de moléculas terapéuticas, según los resultados de un nuevo estudio publicado en ACS Nano.

«La barrera física limita el suministro de fármacos contra el cáncer, especialmente para las nuevas inmunoterapias», afirmó el profesor de ingeniería biomédica de la Case Western Reserve. «Desarrollamos una estrategia que utiliza nanoburbujas activadas por ultrasonido, que remodela suavemente el microambiente tumoral y colapsa eficazmente las paredes del tumor, abriendo la puerta a los fármacos y a las células inmunitarias».

La terapia podría pasar rápidamente a las pruebas clínicas porque las nanoburbujas ya se están comercializando para detectar el cáncer de próstata, y la tecnología de ultrasonido ya está aprobada por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE. UU. (FDA) y disponible comercialmente.

A medida que los tumores crecen, crean un tejido inusualmente rígido y denso a su alrededor, compuesto principalmente de colágeno, la proteína que forma el tejido cicatricial. Esta barrera impide que las inmunoterapias modernas, especialmente el ARN transportado en nanopartículas lipídicas, lleguen a las células inmunitarias dentro del tumor.

En un modelo de cáncer de mama, los investigadores inyectaron en un tumor nanoburbujas llenas de un gas inerte, perfluoropropano. Luego, mediante ultrasonidos, dirigieron ondas sonoras al tumor para hacer vibrar suavemente las burbujas, rompiendo la estructura rígida del tumor sin destruir las células. Los tumores se volvieron más blandos, homogéneos y penetrables por las células inmunitarias y las nanopartículas.

«Derribamos las defensas del cáncer y damos una oportunidad real a nuestras terapias para que realmente ganen», explicó el profesor. «No hemos inventado un nuevo fármaco, pero esto tiene el potencial de hacer que cualquier terapia existente o emergente funcione mucho mejor».

Resultó más sorprendente aún que el tratamiento activó las células inmunitarias que ya estaban dentro de los tumores sin necesidad de terapias adicionales. Estas células comienzan a secretar señales de peligro y a reclutar más células inmunitarias hacia el tumor. Además, las células T asesinas que atacan ese cáncer también buscarán otros tumores, incluso aquellos que no fueron tratados.

El tratamiento con nanoburbujas mantuvo los tumores más blandos durante al menos cinco días, mientras que los tumores no tratados se volvieron más rígidos y difíciles de tratar. «Cualquier tumor al que se le pueda realizar una biopsia es potencialmente apto para introducir nanoburbujas», afirmaron los investigadores. «Esto es especialmente importante en tumores sólidos difíciles de tratar donde ya se utiliza el ultrasonido, como los de hígado, próstata y ovario».

Se presentará una solicitud de nuevo fármaco en investigación ante la FDA en los próximos 18 meses, lo que permitiría iniciar los ensayos clínicos en dos años.