18.08.2016

Nanomagnetismo: un aliado en la lucha contra el cáncer

La hipertermia magnética, un área de investigación aplicada e interdisciplinaria de la física que aporta avances sobre los potenciales usos de nanopartículas magnéticas en la biomedicina.

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En el amplio y complejo campo de estudios que ofrece el nanomagnetismo, área que investiga las propiedades, efectos y comportamientos de objetos a escala nano al ser sometidos a un campo magnético, se enmarca el surgimiento del Grupo de Magnetismo y Materiales Magnéticos (G3M) del Instituto de Física de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) dirigido por el investigador superior del CONICET y profesor titular de la UNLP, Francisco Homero Sánchez. Desde 2009, el grupo orientó su investigación a las posibles aplicaciones de nanopartículas magnéticas en la biomedicina, entre ellas la hipertermia magnética, la magnetofección, el transporte y liberación magnéticos de fármacos.

“La ventaja de trabajar con nanopartículas magnéticas es su comportamiento, podemos manipularlas externamente para que cumplan una tarea, es decir, podemos tener una respuesta a demanda en forma remota”, explica Sánchez.

El tratamiento terapéutico para enfermedades como el cáncer, el desarrollo de tumores o el envejecimiento celular son tópicos de interés para la ciencia y la sociedad en su conjunto. En este sentido, la nanotecnología ha conseguido dar algunas respuestas a necesidades en el área de salud. En este marco, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la Nación realizó un workshop en el mes de junio que reunió a investigadores, científicos y representantes de empresas con el fin de presentar casos de vinculación y transferencia para el desarrollo de bienes y servicios nanotecnológicos.

La hipertermia magnética aparece como una terapia novedosa con altos niveles de selectividad y baja agresividad para curar tumores cancerígenos sólidos localizados. El procedimiento funciona a modo de un “sistema inteligente” en el cual se utilizan nanopartículas de óxido de hierro, las menos tóxicas para las células, que al ser expuestas a un campo magnético alterno absorben su energía para luego liberarla en forma de calor en los tumores. De este modo se induce la muerte programada de las células cancerígenas. “La ventaja de trabajar con nanopartículas magnéticas es su comportamiento, podemos manipularlas externamente para que cumplan una tarea, es decir, podemos tener una respuesta a demanda en forma remota”, explica Sánchez, quien lleva adelante el proyecto de investigación junto a Marcela Beatriz Fernández van Raap.

En lo que respecta a los aportes que ha realizado el grupo G3M en la materia, se ha avanzado en la generación de protocolos de síntesis de nanopartículas, la evaluación de niveles de citotoxicidad (toxicidad a nivel celular) en cultivos específicos, la definición de nanopartículas y campos magnéticos óptimos, la identificación de los mecanismos por los cuales éstas disipan el calor y  la evaluación in vitro del efecto de la hipertermia magnética en cultivos de células determinados.

Asimismo, el grupo trabaja con ferrofluidos, un elemento que permite tener a las partículas en una suspensión coloidal estable, es decir, con propiedades estables en el tiempo y con geles magnéticos aptos para transportar y liberar fármacos. A su vez, éstos deben ser compatibles desde el punto de vista biológico: “Los problemas con los que nos encontramos implican la transversalidad entre disciplinas, al mismo tiempo hay que satisfacer requisitos biológicos y físicos, y muchas veces lo que optimiza la parte física no necesariamente es aceptable desde el punto de vista biológico o viceversa”, comenta Andrea Pereyra, integrante del grupo que también realiza investigaciones en el equipo del Dr. Rodolfo Goya del Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata (INIBIOLP).

Por su parte, en lo que refiere a los próximos avances en materia de hipertermia magnética, se está comenzando a trabajar in vivo, es decir, utilizando un modelo más próximo a lo que sería el desarrollo de tumores humanos, experimentando con ratones de laboratorio en colaboración con la doctora Patricia Setton del Instituto de Química y Fisicoquímica Biológicas – CONICET / UBA (IQUIFIB). Para tal fin, el grupo cuenta con un aplicador de radiofrecuencia desarrollado por el laboratorio LEICI de la Facultad de Ingeniería Electrónica de la UNLP.

El G3M está conformado por los investigadores miembros del CONICET Francisco H. Sánchez, Marcela B. Fernández van Raap, Pedro Mendoza Zélis y Gustavo A. Pasquevich. En este proyecto trabajan los becarios posdoctorales Diego F. Coral y Andrea Pereyra; y los becarios doctorales Diana Arrieta Gamarra, Guillermo A. Muñoz Medina, Juan M. Orozco Henao, Daniel Actis y Paula Soto y el Sr. Nicolás Mele. A su vez, se mantiene una fructífera colaboración con grupos del país y del exterior, la cual reúne a doctores y doctorandos en física, física médica, ciencias biológicas, medicina e ingeniería y a becarios de países como Colombia, Perú y Argentina. El G3M es un grupo con inserción interdisciplinaria que centra sus estudios en la producción, manipulación y aplicaciones de nanopartículas, coloides y geles magnéticos, abordándolos desde la física básica, el diseño de  materiales, y la optimización de sus respuestas ante estímulos magnéticos aplicados externamente.

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