El glioblastoma es uno de los tumores cerebrales más agresivos y difíciles de tratar. Su capacidad para infiltrarse en el tejido sano del cerebro hace que resulte prácticamente imposible extirparlo por completo.

Ante este desafío, un equipo de científicos de la Universidad de Virginia desarrolló una estrategia experimental que combina ultrasonido focalizado, nanopartículas y moléculas genéticas para atacar el tumor desde distintos frentes.

El método busca abrir temporalmente la barrera hematoencefálica, una estructura que protege al cerebro y que, al mismo tiempo, dificulta que muchos medicamentos lleguen hasta él. De esta manera, los investigadores pretenden transportar el tratamiento directamente a las zonas afectadas.

De acuerdo con el Journal of Controlled Release, el glioblastoma puede alterar la permeabilidad de algunas regiones de esta barrera, aunque no necesariamente de todas. Esto depende de la ubicación y los límites del tumor, así como de los cambios que experimenta conforme avanza el tratamiento.

La relevancia de encontrar nuevas alternativas también responde a la incidencia de esta enfermedad. La revista Neuro-Oncology reporta que el glioblastoma representa entre 48.6 y 52.2 por ciento de los tumores cerebrales. En México, el Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía señala que esta malignidad corresponde al 33 por ciento de los tumores intracraneales.

Ataque coordinado: ultrasonido, nanopartículas y ARN

La investigación realizada en Virginia propone combinar distintas tecnologías para superar las barreras que impiden que los tratamientos lleguen eficazmente al tumor.

El primer paso consiste en utilizar ultrasonido focalizado, guiado mediante imágenes de resonancia magnética, para abrir temporalmente la barrera hematoencefálica.

Para conseguirlo, se inyectan microburbujas en el torrente sanguíneo. Cuando las ondas de ultrasonido las alcanzan, estas comienzan a vibrar y generan cambios mecánicos que permiten abrir la barrera durante un periodo breve y en una región específica del cerebro.

Esa apertura temporal facilita el paso de nanopartículas que transportan moléculas de ARN diseñadas para silenciar genes relacionados con el crecimiento del tumor.

Las nanopartículas están compuestas por distintos tipos de lípidos, cada uno con una función específica:

• Lípidos ionizables: modifican su carga eléctrica dependiendo del pH del entorno. Permiten atrapar y compactar el ARN para protegerlo durante su recorrido y liberarlo una vez dentro de la célula tumoral.
• Colesterol: aporta estabilidad a la nanopartícula y ayuda a evitar que se desintegre antes de llegar a su destino.
• Lípidos auxiliares: mantienen la estructura de la partícula y favorecen su fusión con la membrana de las células tumorales.
• Lípidos PEG: forman parte de la capa externa y ayudan a reducir el reconocimiento de la nanopartícula por el sistema inmunológico, permitiéndole permanecer más tiempo en circulación.

Una vez que las moléculas de ARN llegan a las células afectadas, pueden silenciar simultáneamente varios genes vinculados con el crecimiento tumoral. La intención es intervenir en distintos mecanismos que favorecen el desarrollo del cáncer y dificultar su progresión.

En conjunto, el procedimiento reúne aportaciones de varias disciplinas: la física proporciona las ondas de ultrasonido; la mecánica permite aprovechar la vibración de las microburbujas; la nanotecnología desarrolla los vehículos que protegen y transportan el ARN, y la biología molecular diseña las instrucciones genéticas para interferir con los genes relacionados con el tumor.

La técnica también podría aplicarse contra el Alzheimer y el Parkinson

Las posibilidades de esta estrategia no se limitan al tratamiento del glioblastoma. En el futuro, el método podría facilitar la administración de quimioterapia y anticuerpos, así como el desarrollo de terapias dirigidas a combatir acumulaciones de proteínas relacionadas con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson.

En el Alzheimer, las placas de beta-amiloide, y en el Parkinson, las acumulaciones de alfa-sinucleína, representan algunos de los objetivos que podrían abordarse mediante tratamientos con anticuerpos.

Sin embargo, la barrera hematoencefálica también dificulta que estas moléculas lleguen al cerebro. Según The Journal of Prevention of Alzheimer’s Disease, apenas entre 0.01 y 0.1 por ciento de los anticuerpos administrados logra atravesarla.

Además, investigaciones de la Universidad de Queensland señalan que el ultrasonido, por sí mismo, podría activar células inmunitarias cerebrales que participan en la eliminación de estas acumulaciones de proteínas.

Para el Alzheimer y el Parkinson ya existen ensayos clínicos en humanos que buscan evaluar este tipo de procedimientos, con investigaciones encabezadas por instituciones como la Universidad de Columbia, el Hospital Universitario HM Puerta del Sur-Universidad Camilo José Cela, en España, y el Sunnybrook Research Institute, en Canadá.

En el caso del glioblastoma, la estrategia todavía no ha alcanzado una etapa clínica tan avanzada. No obstante, los investigadores consideran que sus resultados podrían abrir una nueva vía para desarrollar tratamientos contra este tumor, cuya agresividad representa un importante desafío médico.

¿Cuáles son los síntomas del glioblastoma?

La manifestación de los síntomas depende de la ubicación del tumor y de las regiones cerebrales que resulten afectadas.

Entre las señales que pueden presentarse se encuentran:

• Dolor de cabeza, especialmente por las mañanas.
• Náuseas y vómitos, que pueden acompañar el aumento de presión dentro del cráneo.
• Convulsiones, en algunos casos.
• Cambios de personalidad o comportamiento.
• Dificultades para hablar.
• Debilidad en una mitad del cuerpo.

Estas manifestaciones son descritas por instituciones como la American Cancer Society, el National Cancer Institute y Mayo Clinic.

El objetivo de los investigadores ahora es avanzar hacia la aplicación clínica de la estrategia. El doctor Roger Abounader, autor principal del estudio, expresó su expectativa de que los resultados permitan desarrollar futuros ensayos con pacientes.

“Esperamos traducir nuestros hallazgos en futuros ensayos clínicos para pacientes con glioblastomas y otros tumores cerebrales”.