TEMES

Noves eines (nano) innovadores per curar el càncer. L'exemple BLADDEBOTS

Podem curar el càncer? Quina pregunta més potent. Si veiem els resultats aconseguits pels tractaments els darrers anys, la resposta és que . Però si la pregunta inclou si podem curar tots els càncers, en qualsevol situació, la resposta és NO.

Avui, 4 de febrer és el dia mundial del càncer. Parlaré una mica d’aquesta maleïda malaltia i us presentaré un d’aquests projectes top per tractar el càncer amb eines molt innovadores, com els nanorobots: el projecte BLADDEBOTS.

El càncer: la malaltia maleïda

Fa 76 milions d'anys, un dinosaure herbívor de l'espècie Centrosaurus apertus —parent del triceratop— feia passes sense destinació, queia i experimentava gran dolor. Va morir al costat d'altres membres del seu ramat, probablement ofegat per una forta riuada. Però la malaltia que patia l'hauria acabat matant igualment: patia osteosarcoma o càncer d'ossos en estat avançat.

La troballa, publicada a The Lancet Oncology, ens genera una qüestió: és el càncer una malaltia moderna, instigada per factors ambientals lligats al nostre —no sempre prou saludable— estil de vida? O és una malaltia gairebé tan antiga com la vida que només és una conseqüència indesitjable de la nostra pròpia biologia?

bladdebots1.jpg

Imatge dels ossos de dinosaure afectat per càncer – Font: https://www.bbvaopenmind.com/wp-content/uploads/2020/10/BBVA-OpenMind-Materia-Enfermedad-moderna-o-aver%C3%ADa-biol%C3%B3gica-Historia-cancer-2.jpg

Segons l’American Cancer Society, el càncer afecta 1 de cada 3 persones als Estats Units, dada que suposa més de 100 milions de persones només en aquest país.

La seva incidència al món supera els 18 milions de casos per any i 9,5 milions de morts. Es preveu que aquestes xifres augmentin un 62% en els pròxims 20 anys, segons indica l’Agència Internacional per a la Investigació del Càncer. A Catalunya hi ha prop de 50.000 casos anuals, com podeu llegir en aquest document de l’AECC del 2020.

Hi ha molts tipus de càncer, perquè el càncer es pot desenvolupar en qualsevol part del cos i pren el nom de la part del cos corporal en el qual s'origina.

S'estableixen dues categories principals de càncer:

  • Els càncers hematològics (càncers de la sang): tipus de càncer que afecten els glòbuls sanguinis, com és el cas amb la leucèmia, el limfoma i el mieloma múltiple.
  • Els càncers de tumor sòlid: tipus de càncer que es desenvolupen en qualsevol òrgan, teixit o part el cos. Els tipus més comuns de càncer amb tumor sòlid són el de pit, pròstata, pulmó i el colorectal.

Però hi ha més de 200 tipus de càncer. Us deixo aquí una llista de l’Associació Espanyola contra el Càncer.

La ciència contra el càncer

La ciència i la tecnologia han estat un pilar fonamental en l'evolució dels tractaments que s'administren als pacients amb càncer. Gràcies a això, s'han aconseguit notables avenços que han permès una millora substancial dels tractaments.

Hi ha documentació (Font) que ens diu que el càncer ha afectat la humanitat des de temps prehistòrics fins als nostres dies, encara que la seva prevalença s’ha vist incrementada en les últimes dècades a causa de l'augment de l'esperança de vida i la presència de factors carcinogènics.

Com hem vist anteriorment, l'evidència més antiga d'aquesta malaltia es va trobar en fòssils de dinosaures de més de 70 milions d'anys d'antiguitat. En humans, el primer cas documentat de càncer és el d'un home egipci que va viure fa aproximadament 3.000 anys, mentre que la primera evidència escrita sobre aquesta patologia apareix en manuscrits de l'antic Egipte, que descriuen els tractaments farmacològics, quirúrgics i, fins i tot, màgics que es practicaven en aquells dies. En aquests papirs que van ser escrits entre els anys 1500 i 1600 aC, els egipcis culpaven els déus d'aquesta malaltia, que consideraven que no tenia cura.

bladdebots2.jpg

El papir d'Edwin Smith, primer document sobre el càncer – Font:  https://matchtrial.health/la-humanidad-contra-el-cancer-origenes-e-historia-de-la-enfermedad/

En el període comprès entre els anys 500 i 1500 dC, a Europa van sorgir diversos tractaments com l'extirpació i cauterització de tumors petits, o l'aplicació de pastes càustiques amb arsènic, dietes, pols de cranc i amulets per a tumors més grans. A partir de l'any 1500 dC es comencen a practicar més autòpsies i el coneixement del càncer intern augmenta, perquè fins al moment només eren evidents els tumors externs.

Durant el segle xvii apareixen diversos avenços notables com el microscopi de lents, que permet veure cèl·lules sanguínies i bacteris, i apareixen els primers casos d’èxit de mastectomies. En els últims segles s'ha avançat molt a descriure la malaltia fins a arribar a demostrar el seu origen genètic, que permet un tractament personalitzat per al pacient i ajuda a triar el tractament més afí.

Us deixo un enllaç on podeu veure deu imatges històriques sobre la lluita contra el càncer.

En el segle XX es va iniciar una cursa contra el càncer que encara continua i que ha tingut un impacte enorme. S’han pogut identificar els punts febles dels tumors per poder combatre'ls, millorar l'eficàcia dels tractaments i disminuir els efectes secundaris.

Els avanços en el tractament i la diagnosi del càncer han evitat milions de morts. L’arribada de la quimioteràpia va tenir lloc en la dècada dels 40, i ara diferents tractaments barregen tecnologia i ús de big data. A més, l'estoc de nous medicaments oncològics és directament responsable d'entre el 50 i el 60% de l'augment de la supervivència dels malalts de càncer. Tanmateix, estem davant d’una cursa de fons que encara no ha acabat.

bladdebots3.jpg

Font: https://isanidad.com/wp-content/uploads/2018/03/Farmaindustria_C%C3%A1ncer-300x197.gif

A part de la quimioteràpia, altres avenços clau han estat la immunoteràpia o la radioteràpia. Segons María Dolores de la Mata Moya, radiooncòloga i cap del Departament de Càncer del Centre Mèdic ABC: “El 2010 i gràcies als avenços tecnològics, comencem a tenir accés a panells i mutacions moleculars, a més del que ja es veia a la biòpsia. Així, vam poder trobar fàrmacs que ajuden a millorar l'escenari del pacient radicalment. De sobte començaven a prendre pastilles durant mesos o anys i així es podia controlar la malaltia. D'aquesta manera, passaven de tenir una esperança de nou mesos a més de tres anys de vida”.

Aquí us deixo algunes notícies actualitzades sobre tractaments contra el càncer, i també aquí.

Nanotecnologia contra el càncer

El càncer és una de les principals causes de mort i la quimioteràpia s'usa àmpliament com a enfocament de tractament per a diversos tipus de càncer. No obstant això, els agents quimioterapèutics emmalalteixen per falta de solubilitat aquosa, exhibeixen toxicitat depenent de la dosi i la seva especificitat tumoral és inadequada.

La resistència a múltiples fàrmacs és un altre desafiament en la quimioteràpia, que ocorre principalment a causa de l'augment de les bombes d'expulsió, que són responsables de l'exportació d'agents anticancerígens des de la membrana cel·lular.

Els desenvolupaments recents dels sistemes de nanoadministració superen aquestes limitacions dirigint-se directament a la cèl·lula cancerosa, administrant l'agent a un ritme controlat i optimitzant l'eficàcia terapèutica.

bladdebots4.jpg

Esquema sobre el progrés, els canvis i les oportunitats de la nanomedicina en el càncer – Font: https://www.nature.com/articles/nrc.2016.108

Per això s’han desenvolupat una varietat de nanopartícules per a l'administració d'agents anticancerígens, i s'utilitzen dos mecanismes principals per administrar-los en el lloc del tumor: l’adreçament o targeting passiu i l’adreçament o targeting actiu.

L'adreçament passiu es basa en l'acumulació d'agent terapèutic en els tumors a causa de les seves característiques distintives en comparació amb els teixits normals.

Els tumors tenen una vasculatura permeable i un drenatge limfàtic defectuós que promouen el lliurament i la retenció de nanopartícules terapèutiques, la qual cosa comunament es coneix com a efecte EPR. No obstant això, les nanopartícules troben diversos obstacles durant l'orientació passiva, per exemple les barreres mucoses o la captació no específica de partícules en el camí cap al seu objectiu, que en limiten l'eficàcia.

En canvi, l’adreçament actiu aconsegueix el reconeixement selectiu de les cèl·lules objectiu en transportar lligands en la superfície de les nanopartícules que s'uneixen a receptors o portadors basats en estímuls.

Encara que els nanomedicaments contra el càncer de primera generació han estat presents en la pràctica clínica durant més de 20 anys, el nombre total d'articles relacionats amb les nanopartícules a PubMed gairebé es van duplicar cada 2 anys entre el 2000 i el 2014, i més de la meitat dels articles sobre nanopartícules s'han publicat en els últims 5 anys, la qual cosa indica que el nostre coneixement i arsenal de nanomedicines contra el càncer s'està expandint ràpidament.

Els nanomedicaments contra el càncer s'acumulen en els tumors sòlids a través de l'efecte de retenció i permeabilitat millorada (EPR), que s'aprecia cada vegada més com a complex, dinàmic i heterogeni entre els tumors i fins i tot dins del mateix tumor.

La identificació de biomarcadors per a l'efecte EPR pot permetre la selecció de pacients amb càncer amb major probabilitat de beneficiar-se de la nanoteràpia, la qual cosa impulsarà el desenvolupament de nanomedicina personalitzada.

Us deixo exemples d’ús terapèutic de la nanotecnologia contra el càncer:

bladdebots5b.jpg

bladdebots6.jpg

El projecte BLADDEBOTS

bladdebots7.jpg

Equip participant en el projecte BLADDEBOTS  – Font: https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Ftwitter.com%2FSamuelNanobots%2Fstatus%2F1466053178668027904&psig=AOvVaw3Ikz8_YeW7-1t7hAGClFQN&ust=1675423222824000&source=images&cd=vfe&ved=0CBAQjRxqFwoTCNCZnoLc9vwCFQAAAAAdAAAAABAE

Els nanorobots són nanomàquines que les podem orientar per fer una funció específica en un lloc específic. Per exemple, transportar fàrmacs de forma dirigida a les cèl·lules canceroses, acumulant-se en llocs específics i reduint així els efectes secundaris. En el projecte BLADDEBOTS es treballa amb nanorobots multifuncionals impulsats ​​per urea.

Gràcies a aquest enfocament innovador, es busca l’obtenció de l'administració intel·ligent i personalitzada de medicaments per al tractament del càncer, proporcionant una penetració millorada en la bufeta dels pacients, un disseny personalitzat per a mostres derivades de pacients i teràpies eficients in vivo. Per monitorar el moviment i la localització dels nanorobots, així com la progressió de la malaltia in vivo, s’utilitzen eines d'imatges moleculars d'alta gamma i tècniques d'avantguarda com la tomografia per emissió de positrons i la ressonància magnètica. El projecte és liderat per Samuel Sànchez, de l’IBEC, en col·laboració amb diverses entitats com el CIC BIOMAGUNE.

El projecte és totalment disruptiu, ja que utilitzar nanorobots in vivo i en cèl·lules de pacients és una tècnica mai duta a terme fins ara, i que obre les portes al desenvolupament de teràpies personalitzades i eficients contra el càncer de bufeta.

El projecte està enfocat al càncer de bufeta i es basa en l’ús de nanorobots amb forma d’esferoides. Les nanopartícules utilitzades en el projecte per poder obtenir els nanorobots seran bàsicament sílice mesoporosa i liposomes. El projecte busca l’optimització d’esferoides en mostres humanes i el seu monitoratge gràcies a marcadors fluorescents. El transport del fàrmac a la cèl·lula tumoral es faria mitjançant aquests esferoides (nanorobots), que es mourien gràcies a una reacció amb la urea del cos.

bladdebots8.jpg

 Imatge de nanorobots amb forma d’esferoides – Imatge: Samuel Sánchez, professor de Recerca ICREA a l'IBEC – Font: https://www.pcb.ub.edu/wp-content/uploads/2019/02/16057066195fb5237b34d0b.png

“BLADDEBOTS serà clau per a l'avanç del tractament del càncer de bufeta, una malaltia amb un alt impacte socioeconòmic i que exigeix enfocaments terapèutics innovadors i més eficaços. Per primera vegada s'usaran nanorobots en mostres de pacients en medicina personalitzada i per a estudis de models in vivo”.

A més de tenir un enfocament multidisciplinari i translacional, una part del projecte es dedicarà a fomentar el compromís social, treballant amb organitzacions especialitzades en la comunicació de la ciència, com l'Associació Catalana de Comunicació Científica (ACCC), i fomentant la participació dels joves en la recerca, amb la Fundació la Pedrera. Les implicacions socials i tecnològiques del projecte seran discutides en debats públics i en esdeveniments amb participació ciutadana.

Contacta amb Divulcat