El ultrasonido puede ser usado para tratar el cáncer cuando se usa en combinación con moléculas que sensibilizan el sistema a las ondas de sonido.

Estos sonosensibilizadores generan especies de oxígeno reactivo tóxico que atacan y matan las células tumorales.

En Applied Physics Reviews, de AIP Publishing, los científicos de la Universidad de Soochow en China informan de un nuevo tipo de sonosensibilizador basado en un dióxido de titanio dopado con vanadio, V-TiO2, que mejora la cantidad de daño que los ultrasonidos infligen a los tumores. Estudios en ratones mostraron que el crecimiento del tumor se suprimía notablemente cuando se comparaba con un grupo de control.

Las moléculas orgánicas se han utilizado en el pasado como sensibilizadores, pero son inestables y pueden provocar fototoxicidad, por lo que la exposición a la luz puede producir sarpullidos o quemaduras solares extremas.

También se utilizan sensibilizadores inorgánicos basados en nanomateriales de TiO2, pero éstos no funcionan bien y pueden permanecer en el cuerpo durante largos períodos.

El TiO2 no funciona bien como sensibilizador, porque tiene una amplia brecha de banda en su estructura electrónica.

Incluso cuando el ultrasonido quita los electrones de las nanopartículas de TiO2, los electrones se recombinan rápidamente con las nanopartículas, impidiendo la generación de especies reactivas de oxígeno que podrían atacar a las células tumorales.

Los investigadores se dieron cuenta de que podían evitar este efecto dopando las nanopartículas de TiO2 con el metal vanadio para formar husos de tamaño nanométrico.

"La brecha de banda de los nanopartículas de TiO2 se reduce, aumentando la eficiencia de la producción de especies reactivas de oxígeno activadas por ultrasonido en comparación con la de las nanopartículas de TiO2 puro", dijo el autor Liang Cheng.

El microambiente alrededor del tumor es clave para que el cáncer haga metástasis e invada otros tejidos, y es importante para el funcionamiento de la quimioterapia y otros tratamientos.

El microambiente del tumor tiene un pH ácido pero también contiene mucho peróxido de hidrógeno y una sustancia conocida como glutatión.

Los investigadores se dieron cuenta de que los husos de V-TiO2 actúan como enzimas diminutas que catalizan los procesos químicos en el microambiente.

En presencia de ondas de ultrasonido, los husos permiten un ataque en dos direcciones al tumor: una que involucra ondas de sonido, la otra un tipo de quimioterapia que degrada el peróxido de hidrógeno y consume glutatión.

Ambos efectos matan las células tumorales sin dañar el tejido sano.

Los investigadores llevaron a cabo un cuidadoso estudio utilizando controles tanto en las células tumorales del cáncer de mama como en los ratones infectados con estas células cancerosas.

Además de las mediciones directas sobre el crecimiento del tumor, emplearon sondas fluorescentes para visualizar las especies reactivas de oxígeno y el glutatión durante el proceso.

"Cabe destacar que los nanopuntos de V-TiO2 se excretan rápidamente del cuerpo", dijo Cheng. "Esto ayuda a prevenir cualquier posible efecto de toxicidad a largo plazo".

Los científicos también pudieron observar los nanoespínculos de V-TiO2 en el bazo y el hígado de los ratones y, más tarde, en las heces y la orina.

No se observaron señales obvias de inflamación o daño de órganos, lo que demuestra que estos sensibilizadores son seguros y eficaces.

Fuente: AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS