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Nanorrobots reducen tumores de vejiga en un 90%

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  • El IRB Barcelona participa en un estudio, liderado por el IBEC y el CIC biomaGUNE, que demuestra la efectividad de nanorrobots autopropulsados para reducir tumores de vejiga en un 90%.
  • La administración de una sola dosis de nanorrobots ofrece una reducción significativa del volumen tumoral, abriendo la puerta a tratamientos más eficientes y menos invasivos para el cáncer de vejiga.
  • La plataforma científica de Microscopía Digital Avanzada del IRB Barcelona desarrolla una tecnología innovadora a medida que permite visualizar nanorrobots sin marcadores previos, destacando la excelencia de los servicios científicos del Instituto.

Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y el CIC biomaGUNE, en colaboración con el Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) y la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), han logrado reducir en un 90% los tumores de vejiga en ratones mediante el uso de nanorrobots autopropulsados. El estudio, publicado en la prestigiosa revista Nature Nanotechnology, presenta una solución prometedora para el cáncer de vejiga.

La contribución de la plataforma de Microscopía Digital Avanzada del IRB Barcelona ha sido clave en el proyecto. Innovando en técnicas de bioimagen, desarrollaron un sistema óptico que permitió la visualización y localización de los nanorrobots en el interior de la vejiga sin la necesidad de marcadores previos y a una resolución sin precedentes. Julien Colombelli, líder de la plataforma, destaca la importancia de este avance: "Solo así vimos que los nanorrobots no solo alcanzaban el tumor, sino que lograban acceder a su interior, para favorecer así la actuación del radiofármaco".

Este trabajo ejemplifica la importancia de contar con plataformas científicas excelentes y tecnología puntera para impulsar la ciencia de frontera y avanzar en la comprensión y tratamiento de enfermedades.


El cáncer de vejiga en contexto

El cáncer de vejiga tiene una de las tasas de incidencia más elevadas del mundo, siendo además el cuarto tumor más frecuente en hombres. A pesar de no tener una elevada mortalidad, casi la mitad de los tumores de vejiga vuelven a aparecer al cabo de 5 años, de manera que se requiere una vigilancia continuada del paciente, con frecuentes visitas al hospital y la necesidad de repetir el tratamiento. Por todo ello, el cáncer de vejiga es uno de los más costosos de curar.

Los tratamientos actuales que implican la administración de fármacos directamente al interior de la vejiga han demostrado buenas tasas de supervivencia, pero una eficacia terapéutica baja. Una alternativa prometedora es el uso de nanopartículas, capaces de hacer llegar el agente terapéutico directamente al tumor. En especial, destacan los nanorrobots, nanopartículas con capacidad de autopropulsarse por el interior del cuerpo.


Nanorrobots propulsados por urea

Frente al desafío que pone le cáncer de vejiga, el equipo científico ha desarrollado unas nanomáquinas diminutas que se impulsan con urea presente en la orina y se dirigen específicamente al tumor, atacándolo con un radioisótopo que transportan en su superficie. Estas nanomáquinas están formadas por una esfera porosa de sílica y en su superficie, incorporan diversos componentes con funciones específicas. Uno de ellos es la enzima ureasa, una proteína que reacciona con la urea, presente en la orina, haciendo que la nanopartícula sea capaz de propulsarse. Otro componente clave es el yodo radioactivo, un radioisótopo utilizado comúnmente para el tratamiento localizado de tumores.

El trabajo abre la puerta a nuevos tratamientos para el cáncer de vejiga, que reduzcan el tiempo de hospitalización, lo que implicaría un menor coste y una mayor comodidad para el paciente.

“Con una sola dosis vemos una disminución del 90% del volumen del tumor. Es mucho más eficiente, teniendo en cuenta que lo habitual en pacientes con este tipo de tumores es que vayan entre 6 y 14 veces al hospital. Con este tipo de tratamiento aumentaríamos la eficiencia, reduciendo el tiempo de hospitalización y el coste del tratamiento.” explica Samuel Sánchez, profesor de investigación ICREA en el IBEC y líder del estudio.

El siguiente paso, en el que ya está trabajando el equipo, es estudiar si estos tumores vuelven a aparecer tras el tratamiento.


Innovación tecnológica en microscopía para localizar los nanorrobots

El trabajo con nanorrobots ha supuesto un importante desafío científico en técnicas de bioimagen para la visualización de estos elementos en los tejidos y el propio tumor. Las técnicas no invasivas más habituales utilizadas en el ámbito clínico -como PET- no tienen la resolución necesaria para ubicar a nivel microscópico estas partículas de tamaño muy reducido.

Por ello, la plataforma de Microscopía del IRB Barcelona, empleó una técnica que implica el uso de una lámina de luz láser para iluminar las muestras y permite obtener imágenes tridimensionales por dispersión de la luz al chocar con tejidos y partículas. Al observar que el propio tumor dispersaba parte de la luz, generando interferencias, desarrollaron una nueva técnica basada en luz polarizada que anula toda la dispersión procedente del tejido y las células del propio tumor. Esto permitió visualizar y localizar los nanorrobots sin necesidad de haberlos marcado previamente con técnicas moleculares.


El potencial tecnológico del IRB Barcelona

El IRB Barcelona cuenta con 9 plataformas científicas, abarcando desde tecnologías punteras como microscopia, drug screening, genómica o proteómica; servicios indispensables como bioinfórmatica, expresión de proteínas o inyección de drosófila; a plataformas singulares para la generación de modelos murinos modificados genéticamente o histopatología. Todas estas plataformas desempeñan un papel esencial en impulsar la ciencia de frontera. Las tecnologías avanzadas y el gran nivel de los profesionales con las que cuentan, fomentan la colaboración interdisciplinaria y son pilares fundamentales para investigaciones innovadoras.

Al proporcionar herramientas especializadas y un entorno propicio para la innovación, estas plataformas contribuyen significativamente al desarrollo de nuevas técnicas y al avance de la investigación biomédica, fortaleciendo la capacidad del Instituto para abordar desafíos complejos.

 

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Cristina Simó, Meritxell Serra-Casablancas, Ana C. Hortelao, Valerio Di Carlo, Sandra Guallar-Garrido, Sandra Plaza-García, Rosa Maria Rabanal, Pedro Ramos-Cabrer, Balbino Yagüe, Laura Aguado, Lídia Bardia, Sébastien Tosi, Vanessa Gómez-Vallejo, Abraham Martín, Tania Patiño, Esther Julián, Julien Colombelli, Jordi Llop, Samuel Sánchez
Nature Nanotechnology (2024). DOI: 10.1038/s41565-023-01577-y

IRB Barcelona

El Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) trabaja para conseguir una vida libre de enfermedades. Desarrolla una investigación multidisciplinar de excelencia para ofrecer soluciones pioneras a necesidades médicas no resueltas en el cáncer y otras enfermedades vinculadas al envejecimiento. Establece colaboraciones con la industria farmacéutica y los principales hospitales para hacer llegar los resultados de la investigación a la sociedad, a través de la transferencia de tecnología, y realiza  diferentes iniciativas de divulgación científica para mantener un diálogo abierto con la ciudadanía. El IRB Barcelona es un centro internacional que acoge a alrededor de 400 trabajadores de más de 30 nacionalidades. Reconocido como Centro de Excelencia Severo Ochoa desde 2011, es un centro CERCA y miembro del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).