luz para tratar tumores

El proyecto NanoBright usará la luz para tratar tumores y lesiones cerebrales mediante el empleo de tecnologías fotónicas en intervenciones no invasivas. De hecho, el proyecto está formado por un equipo multidisciplinar de físicos, nanotecnólogos, biólogos tumorales y neurocientíficos expertos en trastornos neuronales en el que participarán investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicos (CSIC) y del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO).

En este sentido, el proyecto está coordinado por el Instituto Italiano de Tecnología con la participación de la Université Pierre et Marie Curie. Además, está dotado con una financiación de 3,5 millones de euros para los próximos 4 años. De hecho, será realizado por un consorcio internacional que trabajará en desarrollar sondas nanométricas capaces de generar haces de luz ajustables y cuyas propiedades físicas podrán analizar el estado químico y biológico de las células cerebrales. Por otro lado, los investigadores identificarán métodos diagnósticos y terapéuticos basados en estas tecnologías avanzadas desarrollando nuevas sondas biomédicas.

Luz para tratar tumores

El desarrollo de la sonda se realizará mediante el uso de estructuras metálicas de dimensiones nanométricas, que actuarán como amplificadores de la señal de luz. De hecho, el dispositivo podrá dirigir la luz de forma precisa y generar una interacción física con las células para leer sus propiedades. De esta manera, podrá desarrollar mejoras en el diagnóstico y tratamiento de diversas patologías tumorales.

Permitirá estudiar el estrés oxidativo de las células nerviosas que ocurre después de lesiones cerebrales traumáticas o en casos de epilepsia. Asimismo, permitirá analizar directamente las características moleculares de los tumores cerebrales, discriminando su tipo y su capacidad invasiva sin la necesidad de realizar biopsias. Por esta razón, la misma tecnología se puede emplear para aumentar la temperatura del tejido e inducir, solo en el sitio del tumor. Asimismo, se emplea una mayor permeabilidad de la barrera hematoencefálica, permitiendo el paso local de tratamientos anticancerígenos.

Liset Menéndez: “Las aplicaciones ópticas, como la optogenética, están revolucionando el estudio de las enfermedades neurológicas”.

La investigadora del CSIC, Liset Menéndez, recuerda que en el Instituto Cajal se han centrado en el uso de las sondas para el análisis del estrés oxidativo celular, tanto en el caso de la epilepsia como en las lesiones cerebrales traumáticas. “Las aplicaciones ópticas, como la optogenética, están revolucionando el estudio de las enfermedades neurológicas. No obstante, se enfrentan a una importante limitación en su traslación clínica. Por tanto, se debe a la necesidad de modificar genéticamente la zona a intervenir para hacerla sensible a la luz. Con NanoBright buscamos explotar las propiedades naturales de la luz en su interacción con la materia sin necesidad de modificar el tejido neuronal. Esto supone un cambio radical de concepto”, añade.

CNIO

Por otro lado, el Grupo de Metástasis Cerebrales del CNIO se ocupará de la aplicación de estas sondas prototipo. Su idea es discriminar entre los tumores primarios de cerebro o metastásicos, de muy diferente tratamiento, así como para usar la generación de luz que permita permeabilizar la barrera hematoencefálica selectivamente, favoreciendo así el acceso de medicamentos antitumorales.

Manuel Valiente:“El carácter innovador y arriesgado de la propuesta es muy estimulante”.

Según Manuel Valiente, investigador que coordinará el trabajo en el CNIO, gracias a esta financiación van a poder realizar un proyecto que no se enmarca propiamente entre sus líneas de investigación habituales pero que, junto al resto de expertos de campos científicos muy diversos y habitualmente no conectados, pueden sembrar las bases para el desarrollo de nuevos métodos de diagnóstico menos invasivos y de tratamientos que permitan un aumento exponencial del número de fármacos que se puedan usar en pacientes con tumores cerebrales.

El proyecto está financiado por la Comisión Europea con unos 3,5 millones de euros durante los próximos 4 años a través de FET (Future and Emerging Technologies), uno de los sistemas de financiación tecnológicamente más ambiciosos de la Unión Europea, que está enfocado a proyectos para la creación de tecnologías disruptivas.

Trabajo multidisciplinar

NanoBright es un proyecto interdisciplinar que utiliza luz para tratar tumores. Mezcla la experiencia de Instituto Italiano de Tecnología en el campo de las sondas cerebrales de alta tecnología con los conocimientos de neurocientíficos expertos en patologías específicas, explica Ferruccio Pisanello, investigador del instituto italiano y coordinador del proyecto. Por ello, en el marco del esquema de financiación de FET-Open, quieren explorar nuevos escenarios para mejorar la comprensión de enfermedades. Es el caso de los tumores cerebrales y la epilepsia. También quieren sentar las bases para una nueva generación de dispositivos médicos.

Por esta razón, desde la sede de Lecce del Instituto Italiano de Tecnología contribuirán al proyecto con su experiencia en la creación de interconexiones ópticas y fotónicas con el tejido nervioso central. Para ello, se centrarán en el desarrollo tecnológico de dispositivos que se puedan implantar, diseñando, construyendo y probando previamente. Y desde la sede genovesa se brindará experiencia en el campo de las interconexiones plasmónicas con células nerviosas. También brindarán experiencia en la medición e interpretación de la amplificación de señal óptica. El grupo de investigación italiano se centrará en la optimización de las estructuras plasmónicas para detectar la naturaleza de los tejidos tumorales.

Sistemas ópticos

En Francia, los científicos del laboratorio Kastler Brossel de la Université Pierre et Marie Curie se encargarán del estudio de los sistemas ópticos a nanoescala que utilizará el consorcio, centrándose en la caracterización de las estructuras plasmónicas y la obtención del rendimiento óptimo de las nanoestructuras.

NanoBright avanzará en el diagnóstico a través de la interacción multidisciplinar de todos los equipos y permitirá testar nuevas estrategias de intervención basadas en una mejor comprensión de los mecanismos biológicos subyacentes a algunos trastornos y enfermedades neurológicas.