Calor dirigido con luces LED: una vía en estudio para combatir el cáncer

La principal barrera para el desarrollo de la terapia fototérmica (PTT, en inglés) para combatir el cáncer ha sido su alto coste y la logística especializada que exige. Generar el calor necesario para destruir tumores cancerígenos requiere láseres clínicos precisos y de precios muy elevados, además de una infraestructura hospitalaria avanzada y personal altamente capacitado para operarlos. Una investigación conjunta entre la Universidad de Oporto y la Universidad de Texas busca superar este obstáculo mediante un método “movible y de bajo coste”, a partir de luces LED que producen un calentamiento localizado. “Los LEDS están por todas partes, son muy económicos, ligeros, portátiles y mucho más seguros que los láseres”, explica a EL PAÍS Artur Pinto, uno de los líderes del proyecto en Portugal.

La PPT aumenta la temperatura en una zona específica del cuerpo, en este caso los tumores. El calentamiento se canaliza a través de un agente fototérmico inyectado en el organismo, que absorbe la luz artificialmente generada y la transforma en calor para destruir los tejidos tumorales. La terapia utilizaba tradicionalmente potentes láseres como fuente lumínica, y el material más usado para captar esa luz solían ser partículas de oro, por su capacidad de absorción y su biocompatibilidad. El estudio del equipo de Oporto y Texas, publicado en la revista ACS, cambia estas bases por luces LED comunes y láminas atómicas de óxido de estaño, un material parecido al grafeno.

A diferencia de otros estudios de terapia fototérmica, aquí las pruebas no se han realizado todavía en humanos. La aplicación ha sido en modelos tridimensionales de tumores vascularizados, es decir, con vasos sanguíneos que imitan mejor un entorno real. Las conclusiones muestran que, durante 30 minutos de exposición, se eliminaron hasta el 92% de las células de cáncer de piel y el 50% de las de cáncer colorrectal. Han sido en total cuatro ciclos de irradiación, tras los cuales las nanoláminas permanecieron intactas.

Pinto asegura que estas nanoláminas —“millones de veces más delgadas que un pelo humano”— ofrecen mayor eficiencia térmica, biocompatibilidad potencial y una fabricación accesible. “Imagina un tumor dentro del cuerpo: aunque puede crecer, está confinado en una región limitada y rodeado de tejidos normales. Si enfocamos el proceso en ese tumor, inyectando las nanopartículas directamente en él o cubriéndolo, en caso de tumores superficiales como los de piel, y luego dirigimos la luz sobre esa zona, destruimos únicamente las células tumorales”, explica.

Las partículas que transforman la luz, o agente fototérmico, fueron obtenidas mediante un complejo método electroquímico. El material resultante tiene un átomo de grosor, por lo que puede exfoliarse fácilmente, a diferencia de las partículas de oro, que no se eliminan de forma sencilla del cuerpo. Pinto lo detalla: “Comenzamos con el grafeno y fuimos optimizándolo, ajustando su grado de oxidación. Es necesario encontrar un punto intermedio para maximizar la absorción de luz, porque si eliminamos demasiado oxígeno del material, pierde estabilidad en el agua y termina sedimentándose. Pero si lo dejamos con demasiado oxígeno, absorbe menos luz”.

El objetivo en los últimos estudios de terapia fototérmica es reducir todo lo posible la cantidad de material que se introduce en el cuerpo, para minimizar la toxicidad. Por ello, el grafeno se presenta como una opción segura: está hecho solo de carbono y algo de oxígeno. El material debe además alcanzar una temperatura precisa para afectar únicamente a las células cancerígenas. “Trabajamos dentro de una ventana térmica de entre 45 y 50 grados Celsius; por encima de ese rango comenzarían a dañarse también las células normales. La temperatura exacta depende de varios factores: el tipo de nanomaterial empleado, la ubicación y el tamaño del tumor, entre otros”, expone Pinto. El proceso también se aplica a células sanas para asegurar que no se dañe el tejido normal.

“Logramos destruir las células cancerosas y, además, estimular una respuesta inmunológica que hace que el cuerpo infiltre células defensivas en el tumor”, cuenta Pinto, y asegura que las células tumorales destruidas liberan señales que activan el sistema inmunológico, evitando futuras recaídas.

La terapia, afirma el investigador portugués, puede servir por sí sola en tumores menos agresivos: “Por ejemplo, en cáncer de piel, puede ofrecer mejores resultados estéticos porque no quema los tejidos. Muchos de estos tumores aparecen en zonas como el rostro o el cuello y los tratamientos actuales con láser o crioterapia suelen dejar cicatrices”. Aun así, Pinto recuerda que esto no sustituye completamente a los tratamientos convencionales, sino que funciona mejor como complemento a alternativas más controladas.

Un uso ideal podría ser el de tratamiento de mantenimiento para destruir células cancerosas residuales. Al ser un tratamiento localizado y repetible, puede aplicarse después de los procesos convencionales. No obstante, Pinto subraya que la mayor ventaja es su accesibilidad y su bajo precio. “Los LEDS permiten aplicar el tratamiento no solo en hospitales, sino también en centros de salud, clínicas rurales o incluso en lugares con pocos recursos, como algunas regiones de África. Incluso en tratamientos domiciliarios, con la asistencia de una enfermera, para ciertos tipos de cáncer, como el de piel”, señala. Todo el conjunto experimental, con capacidad para irradiar hasta 24 muestras al mismo tiempo, tuvo un coste aproximado de 510 euros y su fácil reproducibilidad podría permitir varios tratamientos simultáneos.

“Se pueden tener varios sistemas en un hospital, en centros de salud o dentro del sistema nacional de salud. Los médicos podrían formarse para aplicar los tratamientos sin necesidad de que los pacientes viajen largas distancias”, asegura Pinto. Ya está trabajando en el siguiente paso antes de llegar a los ensayos clínicos: pulir todos los detalles técnicos para asegurarse de que el sistema funcione siempre igual y sin riesgos antes de aplicarlo por primera vez en pacientes humanos.

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