La melanina podría ser una herramienta eficaz para el diagnóstico y tratamiento de tumores (Nat Commun)


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La melanina protege la piel de los rayos ultravioleta del sol absorbiendo la energía de la luz y convirtiéndola en calor. Esto podría convertirla en una herramienta muy eficaz en el diagnóstico y tratamiento de tumores, según un equipo de la Universidad Técnica de Munich y el Helmholtz Zentrum München (Alemania).

Los científicos lograron crear nanopartículas derivadas de la membrana celular cargadas de melanina que mejoraron la imagenología del tumor en un modelo animal, mientras que también desaceleraron su crecimiento. Las nanopartículas se consideran un arma prometedora en la lucha contra los tumores debido que el tejido tumoral las absorbe más fácilmente que las células sanas porque su sistema vascular es más permeable.

Un buen ejemplo son las vesículas de membrana externa, que son básicamente pequeñas burbujas rodeadas de membrana bacteriana. Estas partículas de 20 a 200 nanómetros son de interés porque son biocompatibles, biodegradables y pueden ser producidas fácil y económicamente en bacterias, incluso en grandes volúmenes. Una vez cargadas con agentes activos medicinales, son fáciles de administrar.

"La melanina absorbe la luz muy fácilmente, incluso en el espectro infrarrojo. Nosotros usamos precisamente esta luz en nuestra técnica de imagenología optoacústica para el diagnóstico de tumores. Convierte simultáneamente esta energía absorbida en calor, que luego se emite. El calor también es una forma de combatir los tumores. Otros investigadores están explorando este método en ensayos clínicos", explica Vipul Gujrati, primer autor del estudio, publicado en Nature Communications.

Los científicos tuvieron que superar inicialmente un problema específico de la melanina: no es muy soluble en agua y, por lo tanto, es difícil de administrar. Aquí es donde entraron en juego las vesículas de membrana externa. Los investigadores crearon las bacterias de tal manera que producen melanina y la almacenan en sus nanopartículas derivadas de la membrana. Luego, probaron las nanopartículas en ratones que tenían tumores en la región lumbar. Las partículas fueron inyectadas directamente en el tumor, que fue excitado con pulsos de láser infrarrojo como parte del procedimiento optoacústico.

Las vesículas de membrana externa demostraron ser sondas sensoriales adecuadas para esta técnica de diagnóstico porque proporcionaban imágenes nítidas y de alto contraste del tumor. También se adaptan bien a los enfoques de la terapia fototérmica, en la que el tejido tumoral se calienta con pulsos láser más fuertes con el fin de matar las células cancerosas.

La melanina en las nanopartículas causó que la temperatura del tejido tumoral subiera de 37° C a 56° C. Los tumores de control sin melanina solo alcanzaron una temperatura máxima de 39° C. En los diez días posteriores al tratamiento, los tumores crecieron a un ritmo significativamente más lento que los del grupo de control que no habían recibido las vesículas de membrana externa de la melanina.