Nanofármaco a base de platino podría superar a la quimioterapia tradicional

Durante décadas, el tratamiento contra el cáncer ha caminado por una línea muy delgada entre destruir los tumores y preservar el cuerpo.

La quimioterapia —que a menudo es la primera línea de defensa— sigue siendo una herramienta poderosa, pero conlleva costos elevados: efectos secundarios tóxicos, resistencia a los fármacos y, en algunos casos, ineficacia. A medida que los investigadores continúan buscando formas más inteligentes y seguras de atacar el cáncer, una estrategia emergente comienza a destacar.

En el centro de esta innovación se encuentra una molécula que suele asociarse más con joyería y electrodos: el platino. Desde hace décadas, los fármacos a base de platino, como el cisplatino y el oxaliplatino, se han utilizado para tratar diversos tipos de cáncer. 

Estos medicamentos actúan uniéndose al ADN y bloqueando la división celular, lo que finalmente desencadena la apoptosis. Sin embargo, los compuestos tradicionales de platino no están exentos de problemas: actúan lentamente, suelen ser tóxicos para las células sanas y cada vez con mayor frecuencia encuentran resistencia por parte de los mismos tumores que buscan destruir.

Ahora, un equipo de investigadores encabezado por el Doctor Junhua Mai, profesor asistente de investigación en nanomedicina del Hospital Houston Methodist, ha descubierto una nueva formulación de platino que aprovecha el poder de las especies reactivas de oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés) para eliminar células cancerosas.

El equipo llevó a cabo una investigación exhaustiva sobre cómo distintos metales influyen en la generación de ROS y encontró que varios compuestos de platino produjeron los niveles más altos de ROS intracelulares en comparación con otros metales evaluados. En un estudio publicado recientemente en Biomaterials, el equipo dio a conocer un nuevo nanomaterial a base de platino llamado “carrier-platin”, que utiliza las ROS —en particular los radicales hidroxilo, algunas de las moléculas más dañinas en la biología— para desencadenar la muerte de las células cancerosas con una rapidez y especificidad notables.

A diferencia de las quimioterapias convencionales, que requieren horas o incluso días para surtir efecto, carrier-platin actúa en cuestión de minutos.

El secreto está en su estructura

“A nivel molecular, es un complejo nanoingenierizado de nanopartículas de platino integradas en un portador polimérico biodegradable hecho de poli (ácido L-glutámico/ácido L-aspártico). Este portador no solo proporciona estructura, también ajusta con precisión el entorno químico que rodea al platino, lo que potencia de forma significativa su capacidad para catalizar la descomposición del peróxido de hidrógeno (H₂O₂), el cual se encuentra de manera natural en altas concentraciones dentro de las células tumorales”, explica el Dr. Yongbin Liu, investigador asociado en nanomedicina y primer autor del estudio.

Esta reacción catalítica produce radicales hidroxilo en explosiones tan intensas que sobrepasan el ya frágil equilibrio redox de las células cancerosas. El resultado es una forma de muerte celular necrótica que es rápida, no apoptótica y sorprendentemente selectiva para las células malignas.

Cuando se probó en líneas celulares de cáncer colorrectal, de mama, ovario, pulmón y riñón —incluidas aquellas resistentes a la quimioterapia convencional—, carrier-platin produjo un impacto letal y constante. Los niveles de ROS se elevaron 30 veces en apenas 30 minutos tras el tratamiento, un resultado que no ha sido igualado ni siquiera por las terapias generadoras de ROS más potentes que se utilizan actualmente. Mientras tanto, las células no cancerosas permanecieron en gran medida intactas. ¿La razón? Las células sanas contienen niveles más altos de glutatión (GSH) y concentraciones basales más bajas de H₂O₂, lo que les permite amortiguar la tormenta oxidativa.

Pero la innovación no termina ahí

Uno de los problemas más complejos en oncología es la resistencia a los fármacos: células cancerosas que se adaptan, sobreviven y, con el tiempo, logran evadir incluso nuestras mejores herramientas farmacológicas. Carrier-platin parece romper con ese patrón.

“Las células tumorales expuestas repetidamente a carrier-platin durante varias semanas no desarrollan resistencia”, señala el experto del Hospital Houston Methodist. “En contraste, las mismas líneas celulares desarrollan resistencia al oxaliplatino con rapidez. Además, carrier-platin mantiene toda su potencia en células que ya se habían vuelto resistentes al cisplatino, a los taxanos y a otros fármacos”.

Entonces, ¿cómo logra funcionar con tanta eficacia?

Más allá del mecanismo redox, parte de la respuesta está en la forma en que carrier-platin ingresa a las células. La mayoría de los fármacos de molécula pequeña entran mediante proteínas transportadoras, lo que los hace vulnerables a las bombas de expulsión celular responsables de la resistencia a múltiples medicamentos. En cambio, carrier-platin es internalizado a través de la micropinocitosis, un proceso vesicular que evita por completo estas bombas. Una vez dentro, su motor generador de ROS entra en acción, descomponiendo el H₂O₂ intracelular y desencadenando una reacción en cadena que culmina en un colapso oxidativo.

Los estudios en modelos murinos añadieron otro nivel de optimismo. En tumores agresivos —incluidos aquellos resistentes a los fármacos de platino—, carrier-platin detuvo el crecimiento tumoral y, en muchos casos, lo eliminó por completo. Incluso a dosis elevadas, la formulación mostró una toxicidad mínima. Este perfil de seguridad se atribuyó, en parte, al portador polimérico, que no solo estabiliza el fármaco, sino que también ayuda a restringir su actividad al microambiente tumoral, caracterizado por su acidez y altos niveles de ROS.

El tipo de muerte celular que induce carrier-platin es distinto al que se observa con las quimioterapias tradicionales. En lugar de provocar apoptosis —la muerte celular programada que implica encogimiento celular y fragmentación del ADN—, carrier-platin desencadena necrosis mediante la permeabilización de la membrana lisosomal y el estrés del retículo endoplásmico, dos señales claras de daño oxidativo extremo. Aunque comparte algunas características con la ferroptosis, otra vía de muerte celular dependiente de ROS, el mecanismo de carrier-platin es único. 

Sus efectos no dependen del hierro y ocurren con demasiada rapidez como para alinearse con la trayectoria más lenta de la ferroptosis, impulsada por la peroxidación lipídica.

Si estos resultados se confirman en ensayos clínicos, carrier-platin podría redefinir la forma en que los oncólogos conciben las terapias basadas en ROS. Mientras que el hierro y el cobre han sido explorados durante años como catalizadores para la producción de ROS, este nuevo enfoque basado en platino parece generar más ROS, con mayor rapidez y con menos daño colateral.

Aún queda mucho por investigar

Persisten dudas sobre las características estructurales precisas de las nanopartículas de platino que permiten una catálisis tan potente, así como sobre la posibilidad de adaptar este enfoque a distintos tipos de tumores o combinarlo con terapias inmunológicas. Sin embargo, algo es claro: carrier-platin representa un cambio de paradigma. En lugar de simplemente intoxicar a las células cancerosas, explota sus propias debilidades metabólicas, transformando su estrés oxidativo en una vulnerabilidad letal.

“Esta investigación podría conducir al desarrollo de nuevas terapias, ofreciendo esperanza a pacientes con tumores resistentes a los medicamentos y a médicos que se están quedando sin opciones”, finaliza el Dr. Mai.