Nanorrobots redueixen els tumors de bufeta en un 90%

Investigadors de l'Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i el CIC biomaGUNE, en col·laboració amb l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) i la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), han aconseguit reduir en un 90% els tumors de bufeta en ratolins mitjançant l'ús de nanorrobots autopropulsats. L'estudi, publicat en la prestigiosa revista Nature Nanotechnology, presenta una solució prometedora per al càncer de bufeta.

La contribució de la plataforma de Microscòpia Digital Avançada de l'IRB Barcelona ha estat clau en el projecte. Innovant en tècniques de bioimatge, van desenvolupar un sistema òptic que va permetre la visualització i localització dels nanorrobots a l'interior de la bufeta sense la necessitat de marcadors previs i amb una resolució sense precedents. Julien Colombelli, líder de la plataforma, destaca la importància d'aquest avenç: "Només així vàrem veure que els nanorrobots no només arribaven al tumor, sinó que assolien el seu interior, per afavorir així l'actuació del radiofàrmac".

Aquest treball exemplifica la importància de comptar amb plataformes científiques excel·lents i tecnologia d'avantguarda per impulsar la ciència de frontera i avançar en la comprensió i tractament de malalties.

El càncer de bufeta en context

El càncer de bufeta té una de les taxes d'incidència més elevades del món, sent a més el quart tumor més freqüent en homes. Malgrat no tenir una mortalitat elevada, gairebé la meitat dels tumors de bufeta tornen a aparèixer al cap de cinc anys, de manera que es requereix una vigilància contínua del pacient, amb freqüents visites a l'hospital i la necessitat de repetir el tractament. Per tot això, el càncer de bufeta és un dels més costosos de curar.

Els tractaments actuals que impliquen l'administració de fàrmacs directament a l'interior de la bufeta han demostrat bones taxes de supervivència, però una eficàcia terapèutica baixa. Una alternativa prometedora és l'ús de nanopartícules, capaces de fer arribar l'agent terapèutic directament al tumor. En especial, destaquen els nanorrobots, nanopartícules amb capacitat d'autopropulsar-se per l'interior del cos.

Nanorrobots propulsats per urea

Enfront del desafiament que posa el càncer de bufeta, l'equip científic ha desenvolupat unes nanomàquines diminutes que s'impulsen amb urea present a l'orina i es dirigeixen específicament al tumor, atacant-lo amb un radioisòtop que transporten a la seva superfície. Aquestes nanomàquines estan formades per una esfera porosa de sílice i a la seva superfície, incorporen diversos components amb funcions específiques. Un d'ells és l'enzim ureasa, una proteïna que reacciona amb la urea, present a l'orina, fent que la nanopartícula sigui capaç de propulsar-se. Un altre component clau és el iodi radioactiu, un radioisòtop utilitzat habitualment per al tractament localitzat de tumors.

El treball obre la porta a nous tractaments per al càncer de bufeta, que redueixin el temps d'hospitalització, la qual cosa implicaria un menor cost i una major comoditat per al pacient. "Amb una sola dosi veiem una disminució del 90% del volum del tumor. És molt més eficient, tenint en compte que l'habitual en pacients amb aquest tipus de tumors és que vagin entre 6 i 14 vegades a l'hospital. Amb aquest tipus de tractament augmentaríem l'eficiència, reduint el temps d'hospitalització i el cost del tractament", explica Samuel Sánchez, professor de recerca ICREA a l'IBEC i líder de l'estudi. El següent pas, en el qual ja està treballant l'equip, és estudiar si aquests tumors tornen a aparèixer després del tractament.

Innovació tecnològica en microscòpia per localitzar els nanorobots

El treball amb nanorrobots ha suposat un important desafiament científic en tècniques de bioimatge per a la visualització d'aquests elements en els teixits i el propi tumor. Les tècniques no invasives més comunes utilitzades en l'àmbit clínic -com PET- no tenen la resolució necessària per ubicar a escala microscòpica aquestes partícules de mida molt reduïda.

Per això, la plataforma de Microscòpia de l'IRB Barcelona, va emprar una tècnica que implica l'ús d'una làmina de llum làser per il·luminar les mostres i permet obtenir imatges tridimensionals per dispersió de la llum en xocar amb teixits i partícules. En observar que el mateix tumor dispersava part de la llum, generant interferències, van desenvolupar una nova tècnica basada en llum polaritzada que anul·la tota la dispersió procedent del teixit i les cèl·lules del propi tumor. Això va permetre visualitzar i localitzar els nanorrobots sense necessitat d'haver-los marcat prèviament amb tècniques moleculars.

El potencial tecnològic de l'IRB Barcelona

L'IRB Barcelona compta amb 9 plataformes científiques, abastant des de tecnologies d'avantguarda com microscòpia, drug screening, genòmica o proteòmica; serveis indispensables com bioinformàtica, expressió de proteïnes o injecció de drosòfila; a plataformes singulars per a la generació de models murins modificats genèticament o histopatologia. Totes aquestes plataformes tenen un paper essencial en impulsar la ciència de frontera. Les tecnologies avançades i el gran nivell dels professionals amb els quals compten, fomenten la col·laboració interdisciplinària i són pilars fonamentals per a investigacions innovadores.

En proporcionar eines especialitzades i un entorn propici per a la innovació, aquestes plataformes contribueixen significativament al desenvolupament de noves tècniques i a l'avanç de la recerca biomèdica, enfortint la capacitat de l'Institut per abordar desafiaments complexos.
 

Article de referència:
Radionuclide therapy with accumulated urease-powered nanobots reduces bladder tumor size in an orthotopic murine model
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