Destruyen células tumorales usando un material con propiedades fotovoltaicas

GENERA CAMPOS ELÉCTRICOS AL SER ILUMINADO

Este nuevo procedimiento ha dado lugar a solicitudes de patente para el desarrollo de un medicamento de fototerapia contra el cáncer

Un estudio en el que participan biólogos y físicos de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) ha demostrado que es posible destruir células tumorales humanas, en condiciones de laboratorio, utilizando un material con propiedades fotovoltaicas en volumen. El avance se publica en 'Photochemical & Photobiological Sciences'.

El material utilizado es el niobato de litio dopado con hierro (LiNbO3:Fe), un material que se emplea desde hace años en el campo de la Fotónica, pero que hasta ahora no había sido usado en Biomedicina.

Su particularidad es que genera campos eléctricos y voltajes --hasta 100.000 voltios para cristales de un centímetro de longitud-- cuando es iluminado con luz visible de intensidad baja o moderada. Esta propiedad se denomina Efecto Fotovoltaico en Volumen (EFV).

Estos investigadores hicieron crecer células tumorales humanas sobre cristales de LiNbO3:Fe. Mientras estos cultivos celulares se mantuvieron en la oscuridad, las células proliferaron perfectamente sobre el material durante días.

Sin embargo, cuando los cristales con células fueron expuestos a la luz visible se produjo una muerte celular en cuestión de minutos. Las células perdieron rápidamente la capacidad de mantener su volumen celular, por lo que se hincharon y reventaron en poco tiempo.

FOTERAPIA CONTRA EL CÁNCER

Experimentos posteriores en los que las células tumorales fueron expuestas a micropartículas de LiNbO3:Fe arrojaron resultados prácticamente idénticos a los observados con los cristales, aunque hubo necesidad de aumentar el tiempo de exposición a la luz visible.

Los resultados experimentales del estudio han dado lugar a dos solicitudes de patente --una de ellas a nivel internacional-- para el desarrollo de un medicamento de fototerapia contra el cáncer.

En la actualidad, las investigaciones se centran en establecer el mecanismo de inducción de muerte celular por el campo eléctrico del material y en el efecto de nanopartículas de LiNbO3:Fe sobre las células tumorales.

También están trabajando en la funcionalización de las micropartículas para empezar el estudio de la metodología en modelos más complejos, como esferoides celulares o tumores experimentales.

Estos primeros resultados permiten ser optimistas en cuanto a la posibilidad de establecer un nuevo tipo de terapia antitumoral basada en la administración de micro y nanopartículas de LiNbO3:Fe, seguida de la iluminación del tumor con luz visible.

Este tipo de terapia ejercería su efecto antitumoral por acción de la fotoelectricidad sobre las células malignas y presentaría ventajas frente a otras terapias antitumorales ya establecidas como la electroterapia o la terapia fotodinámica.

Los autores son Alfonso Blázquez Castro, Juan Carlos Stockert Cossu y Begoña López Arias, del Departamento de Biología de la UAM, y Mercedes Carrascosa Rico, Ángel García Cabañes y Fernando Agulló López, del Departamento de Física de Materiales de esta universidad.