El Technion desarrolla un sistema automatizado que usa nanopartículas para entregar fármacos antitumorales con precisión, reduciendo efectos secundarios en tumores sólidos.
Avance del Technion en nanotecnología oncológica
En 2022, el Technion-Israel Institute of Technology presentó un sistema automatizado que utiliza nanopartículas para administrar fármacos directamente a tumores cancerosos. Este desarrollo, liderado por el profesor Yosi Shamay, el doctorando Yuval Harris y la doctora Hagit Sason-Bauer, permite una entrega precisa de medicamentos, minimizando los efectos secundarios de tratamientos como la quimioterapia. Publicado en la revista Biomaterials, el estudio detalla cómo el sistema, basado en la emisión inducida por agregación (AIE), optimiza la creación de nanocápsulas que transportan drogas antitumorales a tumores sólidos, como los de pulmón, con resultados prometedores en modelos preclínicos.
El sistema automatizado funciona como un “robot-químico” y “robot-farmacéutico”. Sintetiza materiales estabilizantes y formula nanocápsulas que encapsulan fármacos como el Trametinib, un inhibidor usado en melanoma pero limitado por su toxicidad. En ensayos con ratones, las nanocápsulas redujeron significativamente el tamaño de los tumores en comparación con la administración convencional del fármaco, que no mostró mejoras. Este enfoque permite emplear medicamentos previamente descartados por sus efectos secundarios, abriendo la puerta a tratamientos más efectivos.
La tecnología aprovecha la propiedad de AIE, donde los fármacos emiten luz en su forma agregada, pero no cuando están encapsulados. De 40 medicamentos analizados, 10 mostraron este efecto, lo que permitió identificar los mejores candidatos para la encapsulación. Este método no solo mejora la precisión, sino que también reduce la toxicidad sistémica, un problema común en la quimioterapia que afecta tejidos sanos, causando efectos como pérdida de cabello o problemas intestinales.
El equipo del Technion probó el sistema en tumores sólidos, incluyendo cáncer de pulmón, y demostró que las nanocápsulas pueden dirigirse específicamente a las células cancerosas. Esto se logra mediante el diseño de nanopartículas que reconocen receptores o proteínas en la superficie de las células tumorales, evitando la interacción con tejidos sanos. Los resultados preclínicos sugieren que esta tecnología podría aplicarse a otros tipos de cáncer, como el de mama o colon, en el futuro.
Datos clave sobre la nanotecnología oncológica del Technion
- Publicación: Estudio publicado en Biomaterials en 2022, titulado “Automated discovery of nanomaterials via drug aggregation induced emission”.
- Fármaco probado: Trametinib, un inhibidor que mostró eficacia en ratones con tumores sólidos al ser encapsulado.
- Tecnología: Sistema automatizado que sintetiza y formula nanocápsulas basado en emisión inducida por agregación (AIE).
- Impacto: Reducción significativa del tamaño de tumores en modelos preclínicos, con menor toxicidad sistémica.
- Aplicaciones futuras: Posible uso en cáncer de pulmón, mama, colon y otros tumores sólidos.
Innovación israelí en la lucha contra el cáncer
El desarrollo del Technion se suma a una serie de avances en nanotecnología oncológica en Israel. En 2018, otro equipo del Technion, liderado por el profesor Avi Schroeder, creó una “nano-fábrica” que produce proteínas anticancerígenas directamente en el tejido tumoral. Este sistema, probado en ratones, erradicó células cancerosas mediante células sintéticas que codifican plantillas de ADN para generar medicamentos in situ. La tecnología mostró resultados positivos en tumores sólidos, consolidando a Israel como líder en este campo.
Otro avance significativo ocurrió en el mismo año, cuando científicos del Technion desarrollaron un sistema que utiliza partículas de oro y luz para administrar fármacos exclusivamente en tejidos enfermos. Este método, dirigido por el profesor Aron Popovtzer, se centra en cánceres de cabeza y cuello, que suelen ser resistentes a la radioterapia convencional. Las partículas de oro permiten una entrega precisa, reduciendo el daño a células sanas y mejorando la eficacia del tratamiento.
La nanotecnología israelí también ha explorado otras aplicaciones. En 2014, el equipo de Schroeder desarrolló un sistema que libera fármacos dentro del tumor, evitando daños a tejidos cercanos. Este enfoque permite personalizar tratamientos según las necesidades del paciente, optimizando la eficacia y minimizando efectos secundarios. Actualmente, estas tecnologías están en fase preclínica, pero su potencial para transformar la oncología es evidente.
Israel ha invertido significativamente en investigación nanotecnológica a través de instituciones como el Technion y el Tel Aviv University’s Center for Nanoscience and Nanotechnology. Estas iniciativas han recibido apoyo del Israel Ministry of Science y la Israel Cancer Association, lo que ha permitido avances continuos en la lucha contra el cáncer, una de las principales causas de muerte en el país.
Contexto global de la nanotecnología en oncología
La nanotecnología ha revolucionado el tratamiento del cáncer a nivel mundial al abordar limitaciones de la quimioterapia convencional, como la falta de especificidad y la toxicidad. Las nanopartículas, con tamaños de 1 a 100 nanómetros, poseen propiedades únicas, como alta área superficial y capacidad de funcionalización, que permiten una entrega dirigida de fármacos. Según un estudio de 2021 en el Journal of Hematology & Oncology, los nanomateriales mejoran la biodisponibilidad y la permeabilidad, reduciendo la resistencia a múltiples fármacos en cánceres como el de mama y ovario.
Los sistemas de entrega basados en nanopartículas incluyen liposomas, micelas poliméricas y dendrimeros, algunos de los cuales ya están aprobados por la FDA, como DOXIL (doxorrubicina liposomal) y Abraxane (paclitaxel unido a albúmina). Estos sistemas han demostrado mayor eficacia al concentrar el fármaco en el tumor, minimizando la exposición de tejidos sanos. En 2023, la revista Signal Transduction and Targeted Therapy destacó el uso de nanopartículas “inteligentes” que responden a estímulos como pH o temperatura, mejorando la precisión en la liberación de medicamentos.
A nivel global, la investigación en nanotecnología oncológica enfrenta desafíos, como la traducción clínica y la biocompatibilidad. Aunque muchos nanocarriers han superado ensayos preclínicos, pocos han sido aprobados para uso clínico debido a preocupaciones sobre toxicidad a largo plazo. Un artículo de 2023 en Molecular Cancer señala que solo un pequeño porcentaje de nanocarriers ha recibido autorización, lo que subraya la necesidad de más investigación para optimizar su seguridad y eficacia.
Israel se distingue en este panorama por su capacidad para integrar inteligencia artificial y nanotecnología. Un estudio de 2019 del Technion destacó cómo la IA mejora el diseño de nanomateriales, permitiendo perfiles de enfermedad específicos para cada paciente. Esta convergencia posiciona al país como un referente en medicina de precisión, con aplicaciones que van más allá del cáncer, incluyendo diagnóstico y terapia génica.
