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Rellenar los tumores con oxígeno los hace más susceptibles al tratamiento. Al buscar un camino para administrar más oxígeno a los tumores, los investigadores recurrieron a una fuente de inspiración poco probable: la espuma que se usa para cocinar, como la crema batida que los baristas usan para cubrir los chocolates calientes. Utilizando el mismo sifón batidor que se usa en el mundo culinario, crearon una espuma a base de alimentos que se puede inyectar directamente en los tumores y demostraron que era eficaz para reducir la resistencia al tratamiento en tumores de ratones.
En el cuerpo, los tumores se mantienen en un estado hipóxico o privado de oxígeno. Esto los hace notoriamente resistentes a los tratamientos comunes, como la quimioterapia y la radiación. En un esfuerzo por eliminar esta defensa, los investigadores han utilizado técnicas de aumento de oxígeno, como la oxigenoterapia hiperbárica y un tipo de suministro de oxígeno conocido como infusión de microburbujas. «Sin embargo, el desafío ha sido cómo administrar una dosis efectiva de oxígeno de manera segura y controlada», dijo James Byrne, profesor asociado de ingeniería biomédica de la Universidad de Iowa.
Así que Byrne y otros investigadores de UI, así como de la Escuela de Medicina de Harvard, el MIT y el Centro Médico Beth Israel Deaconess, se propusieron encontrar una manera de inyectar oxígeno directamente en los tumores. Volviendo al mundo de la gastronomía molecular, que consiste en transformar varias sustancias comestibles en espuma, diseñaron un sifón batidor de ingeniería inversa para usar oxígeno en lugar del óxido nitroso más estándar. Las espumas resultantes se denominaron materiales que atrapan gases o GeM.
«Estos GEM son muy simples, con solo tres ingredientes: el gas, los agentes espumantes y el agente espesante», dijo Byrne. «Usamos varios sistemas presurizados únicos y personalizados para incorporar altas concentraciones de gas en pequeños volúmenes de estos materiales biocompatibles, que pueden inyectarse o implantarse en los tejidos y permitir una liberación prolongada y controlada del gas».
En una iteración de la espuma, los investigadores usaron un polímero que consiste en carbohidratos naturales similares a los dulces, Pop Rocks.
A continuación, los investigadores llevaron a cabo experimentos en ratones que tenían cáncer de próstata o un tipo de sarcoma conocido como tumor maligno de la vaina del nervio periférico (MPNST, por sus siglas en inglés). Los MPNST son extremadamente difíciles de operar porque hacerlo puede dañar fácilmente los nervios alrededor de los cuales se envuelven, por lo que encontrar una manera de hacerlos más susceptibles a los mejores tratamientos actuales podría contribuir en gran medida a mejorar los resultados de los pacientes. En ambos tipos de tumores, las nuevas espumas de suministro de oxígeno aumentaron la capacidad de respuesta del tumor a los tratamientos de quimioterapia y radiación.
Debido a que las espumas están hechas de materiales comestibles y oxígeno, los investigadores creen que si los ensayos en humanos tienen éxito, implementar el tratamiento como otra herramienta en la caja de herramientas para combatir el cáncer (que, curiosamente, también contiene ideas sobre cómo combatir el cáncer matando de hambre de oxígeno) es muy probable.
«Uno de los aspectos de este proyecto que realmente me entusiasmó fue la combinación de los principios de la biología del cáncer con la ciencia de los materiales para crear algo que puede ser realmente impactante», dijo el primer autor del estudio, Jianling Bi, científico investigador en el laboratorio de Byrne.
Se ha publicado un artículo sobre el estudio en la revista, ciencia avanzada.
Fuente: Atención médica de la Universidad de Iowa a través de EurekAlert
