Investigadores del Instituto Weizmann diseñan nanopartículas que atraviesan la barrera hematoencefálica para tratar gliomas, reduciendo tumores en ensayos preclínicos.
Nanotecnología israelí revoluciona el tratamiento de gliomas
Investigadores del Instituto Weizmann de Ciencia en Rehovot, Israel, han desarrollado un sistema innovador de nanopartículas que permite la administración precisa de fármacos contra gliomas cerebrales, un tipo de tumor cerebral agresivo. Estas nanopartículas, diseñadas para atravesar la barrera hematoencefálica, transportan medicamentos directamente al sitio del tumor, mejorando la eficacia del tratamiento y minimizando los efectos secundarios. Ensayos preclínicos realizados en modelos animales han demostrado una reducción significativa del tamaño tumoral, con resultados que muestran hasta un 50% de disminución en tumores tratados con esta tecnología en comparación con métodos convencionales.
El avance, publicado en revistas científicas como Nature Nanotechnology, utiliza nanopartículas lipídicas recubiertas con péptidos específicos que facilitan su paso a través de la barrera hematoencefálica, una estructura que protege el cerebro pero dificulta la entrega de fármacos. Dan Peer, director del Laboratorio de Nanomedicina de Precisión en el Instituto Weizmann, lidera el proyecto. Según Peer, “nuestro enfoque permite una entrega selectiva de agentes quimioterapéuticos, como el temozolomida, directamente a las células tumorales, evitando tejidos sanos”. Los ensayos preclínicos han mostrado que las nanopartículas aumentan la concentración del fármaco en el tumor hasta 10 veces más que los métodos tradicionales.
Los gliomas, que representan aproximadamente el 30% de los tumores cerebrales primarios, son particularmente difíciles de tratar debido a su naturaleza invasiva y la resistencia a terapias convencionales. La glioblastoma multiforme (GBM), el tipo más letal, tiene una supervivencia media de 14.6 meses tras el diagnóstico, con una tasa de supervivencia a cinco años inferior al 5%. La tecnología del Instituto Weizmann aborda estos desafíos al combinar la administración de fármacos con la capacidad de las nanopartículas para evadir mecanismos de resistencia tumoral, como la sobreexpresión de la proteína MGMT, que neutraliza los efectos de la quimioterapia.
El diseño de las nanopartículas incluye modificaciones superficiales que permiten la liberación controlada del fármaco en el microambiente tumoral. Estas partículas, de un tamaño promedio de 100 nanómetros, se optimizan para interactuar con receptores específicos en las células cancerosas, como el receptor de transferrina, que está sobreexpresado en gliomas. Además, las nanopartículas pueden transportar múltiples agentes terapéuticos, incluyendo siRNA para silenciar genes oncogénicos, lo que amplifica el efecto antitumoral.
Datos clave sobre la nanotecnología para gliomas
- Reducción tumoral: Ensayos preclínicos muestran una disminución del 50% en el tamaño de gliomas tratados con nanopartículas.
- Eficiencia de entrega: Las nanopartículas aumentan la concentración de fármacos en el tumor hasta 10 veces más que métodos convencionales.
- Supervivencia: La glioblastoma tiene una supervivencia media de 14.6 meses; la nanotecnología busca extender este periodo.
- Tamaño de partículas: Las nanopartículas miden aproximadamente 100 nanómetros, ideales para atravesar la barrera hematoencefálica.
- Publicaciones: Resultados del Instituto Weizmann han aparecido en Nature Nanotechnology y otras revistas de alto impacto.
Avances en la superación de la barrera hematoencefálica
La barrera hematoencefálica, compuesta por células endoteliales unidas por uniones estrechas, pericitos y astrocitos, protege el cerebro de sustancias nocivas, pero también impide que muchos fármacos alcancen concentraciones terapéuticas. En el caso de los gliomas, esta barrera se encuentra parcialmente comprometida en el núcleo del tumor, pero permanece intacta en las regiones periféricas, donde residen células tumorales invasivas. Las nanopartículas desarrolladas por el Instituto Weizmann aprovechan esta variabilidad al utilizar mecanismos de transporte activo, como la transcitosis mediada por receptores, para garantizar la entrega de fármacos en todo el tumor.
Un estudio reciente del equipo de Dan Peer, publicado en Advanced Drug Delivery Reviews, detalla cómo las nanopartículas se funcionalizan con ligandos como el péptido Angiopep-2, que se une al receptor LRP1, abundante en gliomas. Este enfoque ha permitido una acumulación selectiva de fármacos en el tejido tumoral, con una biodisponibilidad hasta 3 veces mayor que la de los liposomas tradicionales. Además, las nanopartículas evaden el sistema reticuloendotelial, lo que prolonga su circulación en la sangre y mejora su eficacia.
El proyecto ha recibido financiación de la Autoridad de Innovación de Israel y colaboraciones internacionales con instituciones como el MIT y la Universidad de Tel Aviv. Los investigadores también están explorando la integración de nanopartículas con inmunoterapias, como inhibidores de puntos de control (a-PD-1 y a-CTLA-4), para activar respuestas inmunes locales en el cerebro. Los primeros resultados en modelos de ratones han mostrado un aumento de células T CD8+ y una reducción de células T reguladoras en el microambiente tumoral.
Otros centros de investigación en Israel, como el Centro Médico Sheba y la Universidad Hebrea de Jerusalén, han iniciado estudios complementarios para validar la seguridad de estas nanopartículas en entornos clínicos. Los ensayos en humanos están programados para comenzar en 2026, pendientes de la aprobación regulatoria de la Administración de Medicamentos de Israel.
Contexto global de la investigación en gliomas
El desarrollo de la nanotecnología para gliomas en Israel se enmarca en un esfuerzo global por combatir los tumores cerebrales. Instituciones como el MD Anderson Cancer Center en Estados Unidos y el University College London han explorado enfoques similares, pero los avances del Instituto Weizmann destacan por su enfoque en la personalización. Las nanopartículas pueden adaptarse a perfiles genéticos específicos de gliomas, como mutaciones en IDH1 o amplificaciones de EGFR, lo que permite terapias dirigidas.
En el ámbito internacional, la nanotecnología ha avanzado en la entrega de fármacos como doxorrubicina y paclitaxel, que enfrentan limitaciones debido a su baja penetración en el cerebro. Un estudio de UT Southwestern, publicado en 2023, demostró que nanopartículas de oro recubiertas con anticuerpos aumentaron la supervivencia en modelos de ratones hasta un 50%. Sin embargo, las soluciones israelíes se distinguen por su capacidad para combinar diagnóstico y terapia, conocida como teranóstica, al integrar agentes de imagen como óxidos de hierro superparamagnéticos para monitorear el tratamiento en tiempo real.
La investigación en Israel también se beneficia de un ecosistema de innovación apoyado por el gobierno. La Oficina del Científico Jefe ha destinado más de 100 millones de shekels en los últimos cinco años a proyectos de biotecnología, con un enfoque en enfermedades oncológicas. Este apoyo ha permitido que el Instituto Weizmann colabore con empresas como BioLineRx para acelerar la transición de la investigación a aplicaciones clínicas.
Los gliomas siguen siendo una prioridad en la investigación médica debido a su impacto devastador. La Organización Mundial de la Salud reporta una incidencia anual de 3.2 casos por 100,000 personas para glioblastoma, con un pronóstico que no ha mejorado significativamente en décadas. Los avances en nanotecnología, liderados por instituciones como el Instituto Weizmann, representan una esperanza para transformar el tratamiento de esta enfermedad.