Científicos del Centro Científico y Educativo & laquoSmart Materials and Biomedical Applications ”bajo el liderazgo de Kateryna Levada junto con colegas del Centro de Inmunología y Biotecnología Celular de la Universidad Federal Immanuel Kant Baltic llevaron a cabo un estudio interdisciplinario conjunto sobre el desarrollo de un nuevo método para tratar la leucemia utilizando nanomateriales. Los científicos analizaron cómo se pueden manipular las nanopartículas magnéticas en condiciones in vitro para lograr un efecto antitumoral selectivo. El método se basa en la acción combinada de nanopartículas y campos magnéticos permanentes sobre células tumorales humanas.
La leucemia (leucemia linfoblástica) es el tipo más común de cáncer de sangre en niños y adolescentes. Este cáncer afecta la médula ósea y conduce a la degradación del sistema inmunológico humano. Representa el 75-80% de las leucemias agudas, que también afectan a los adultos. Los métodos actuales de tratamiento de la leucemia se basan en la quimioterapia. Pero la quimioterapia es cara y tóxica no solo para las células cancerosas, sino también para todo el cuerpo. Para superar estas limitaciones, se necesitan nuevos enfoques que utilicen nanomateriales. En su trabajo, los investigadores utilizaron nanopartículas magnéticas y campos magnéticos constantes.
Para el estudio, los científicos utilizaron nanopartículas magnéticas de óxido de hierro, ya que son una base prometedora para el desarrollo de aplicaciones biomédicas. Dichos materiales son biocompatibles y pueden modificarse en el futuro, por ejemplo, con etiquetas fluorescentes (para métodos microscópicos), así como recubrirse con varias carcasas. El desarrollo de medicamentos antitumorales dirigidos requiere estudiar el efecto del material utilizado no solo en los cánceres, sino también en las células sanas del cuerpo. La primera línea celular, células mononucleares de sangre humana, sirvió como modelo de células sanas. El segundo son las células de leucemia linfoblástica humana, una línea celular con el nombre especial «Jurkat». Por lo tanto, los científicos estudiaron simultáneamente los efectos de los campos magnéticos y las nanopartículas en las células humanas sanas y cancerosas. Los imanes permanentes, que se fijaron en una posición estacionaria en placas de cultivo, se utilizaron como fuentes del campo magnético. Apoyaron los imanes para evitar cualquier desplazamiento durante los experimentos. Después de colocar todos los componentes necesarios, las placas con las células se colocaron encima de las placas, lo que aseguró una distribución uniforme de los campos magnéticos en la superficie de las placas que contienen los pocillos con las células.
Los resultados del estudio mostraron que el efecto combinado de las nanopartículas y los campos magnéticos después de 24 horas de tratamiento afectó a las células Jurkat: su viabilidad disminuyó. Se ha descubierto que los óxidos de hierro penetran en las células cancerosas y provocan la liberación de especies reactivas de oxígeno, alterando los procesos celulares. Los científicos estaban particularmente interesados en el hecho de que las células sanas (células mononucleares de sangre humana) no fueron suprimidas de ninguna manera por esta «terapia».
“Así, el uso de nanopartículas basadas en óxidos de hierro con características optimizadas (forma, tamaño, composición química) permitirá en el futuro lograr un efecto terapéutico al generar especies reactivas de oxígeno en las células cancerosas. La diferencia en la susceptibilidad de las células corporales sanas y las células tumorales a los efectos de las nanopartículas proporcionará un efecto terapéutico selectivo y, por lo tanto, minimizará los efectos secundarios”, dice Larisa Litvinova, MD, Directora del Centro de Inmunología y Biotecnología Celular IKBFU.
“El enfoque interdisciplinario en este estudio, es decir, el trabajo conjunto de científicos de diversos campos científicos, nos permitió demostrar la interacción de estos nanomateriales con cultivos celulares y, por lo tanto, revelar la potencial aplicación de significado de nuestros desarrollos. También expresamos nuestro profundo agradecimiento a nuestros colaboradores – Centro de Inmunología y Biotecnología Celular IKBFU, bajo el liderazgo de Larisa Litvinova, por un interesante y productivo proyecto científico conjunto ”, comentó Kateryna Levada, PhD, Jefa del Laboratorio de Aplicaciones Biomédicas de la Centro Científico y Educativo “Materiales inteligentes y aplicaciones biomédicas”.
