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Biomedicina

Un 'casco' metálico convierte al esperma en un arma contra el cáncer ginecológico

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Bañar los espermatozoides en fármacos y equiparlos con un arnés permite controlar su movimiento dentro del cuerpo para que entreguen el tratamiento justo en la zona del tumor

  • por Emerging Technology From The Arxiv | traducido por Teresa Woods
  • 12 Abril, 2017

Uno de los problemás médicos más urgentes de la actualidad consiste en entregar fármacos en tejidos cancerosos de forma selectiva. Estas sustancias químicas a menudo se ven diluidas por los fluidos corporales o son absorbidas por otros órganos. E incluso cuando logran llegar a su destino objetivo, no siempre pueden penetrar los tejidos con facilidad. Así que es imprescindible encontrar un nuevo mecanismo para enviar los fármacos que supere estos retos.

La investigadora del Instituto de Nanociencias Integradas de Alemania Mariana Medina-Sánchez y sus compañeros han creado un sistema que envía los fármacos a través del esperma hasta el tumor. Su nuevo enfoque se limita a enfermedades del aparato reproductor femenino como cánceres ginecológicos, la endometriosis, las enfermedades pélvicas inflamatorias y más.

El sistema es sencillo. El equipo simplemente baña el esperma en el ingrediente activo para que absorba la mayor dosis posible. Después, los espermatozoides son forzados a nadar hasta una especie de casco diminuto micromecaniazado y autoajustante que se adhiere a la cabeza de los espermatozoides. Está revestido de hierro, lo que permite que los espermatozoides sean dirigidos desde fuera magnéticamente. De esta manera, ellos mismos se propulsan pero es un médico el que los dirige hasta el tumor.

El casco también incluye un mecanismo de liberación rápida. Cuando choca contra una superficie, la fuerza de la colisión libera al espermatozoide para que nade según su volundad. La idea es que esto suceda cuando el espermatozoide alcance al tumor, para colarse dentro del tejido y de las propias células cancerosas.

El equipo de Medina-Sánchez ha probado el mecanismo en esperma de toro, ya que tiene un tamaño similar al humano. Cargaron los espermatozoides con un fármaco de quimioterapia estándar llamado Docorubicin y los introdujeron en los arneses mecánicos. Probaron el enfoque con distintos experimentos en los que los espermatozoides debían nadar hacia un modelo de cáncer estándar compuesto de células y esferoides de HeLa y después penetrar en él.

Los resultados son interesantes. Resulta que el arnés ralentiza significativamente a los espermatozoides, reduciendo su velocidad en un 43%. Sin embargo, aún pueden desplazarse y entrar en células cancerosas. Según sus conclusiones, el mecanismo mata células cancerosas con eficacia y los espermatozoides pueden penetrar los esferoides cancerosos, ayudando a matar las células de su interior.

Es un trabajo impresionante. El esperma tiene importantes ventajas frente a otros vehículos de entrega de fármacos como las bacterias, que pueden provocar importantes respuestas inmunes. Y a diferencia de las bacterias, los espermatozoides no forman colonias que pueden causar otros problemas.

Los espermatozoides también tienen otras ventajas. Protegen a los fármacos frente a enzimas capaces de degradarlos y no liberan su carga inesperadamente, algo que representa un importante problema en los fármacos que viajan en jaulas moleculares llamadas micelas.

Por supuesto, el trabajo suscita importantes preguntas que Medina-Sánchez y su equipo tendrán que abordar. Por ejemplo, después de entregar el esperma, los arneses mecánicos no volverán a jugar ningún papel dentro del tratamiento. Por eso es importante entender cómo los abordará el organismo y si tiene capacidad para degradarlos.

Después está la cuestión de controlar la dosis del fármaco. Eso está relacionado con el número de espermatozoides que completen el trayecto y la cantidad del ingrediente activo que transporten y liberen. Todo eso tendrá que ser cuidadosamente calibrado.

Por último, el equipo también necesita probar este mecanismo con esperma humano. Y eso suscita una cuestión de la ética: ¿de quién será el esperma necesario para este tipo de tratamiento y qué pasará con las posibilidades de fecundación?

Si el equipo consigue responder a estas preguntas de forma satisfactoria, la técnica tendría mucho potencial. Cada año, unas 100.000 mujeres en Estados Unidos son diagnosticadas con algún tipo de cáncer ginecológico. Se necesitan mejores tratamientos con urgencia.

"Los sistemas híbridos de esperma pueden ser diseñados para ser administrados en diagnósticos y tratamientos de cáncer in situ en un futuro próximo", concluye el equipo de Medina-Sánchez.

Ref: arxiv.org/abs/1703.08510: Sperm-Hybrid Micromotor for Drug Delivery in the Female Reproductive Tract

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