Nueva técnica podría combatir tumores cerebrales agresivos

Abordar el cáncer cerebral es complicado, pero una nueva investigación innovadora podría ayudar a sumar otra herramienta al arsenal de lucha contra el cáncer.

Un equipo de Georgia Tech y Virginia Tech publicó un artículo en APL Bioengineering en mayo que explora una nueva opción que algún día podría usarse para atacar el glioblastoma, un tumor cerebral mortal y de rápido crecimiento.

Respaldado por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud, este trabajo surge de investigaciones pasadas sobre electroporación irreversible de alta frecuencia, más conocida como H-FIRE. H-FIRE es un proceso mínimamente invasivo que utiliza pulsos eléctricos no térmicos para descomponer las células cancerosas.

Tratar cualquier tipo de cáncer no es fácil, pero cuando se trata de cánceres cerebrales, la barrera hematoencefálica añade un desafío adicional. La barrera defiende al cerebro contra materiales tóxicos, pero eso no siempre es positivo.

“La madre naturaleza la diseñó para evitar que nos envenenemos, pero desafortunadamente, la forma en que funciona, también excluye aproximadamente el 99% de todos los fármacos de molécula pequeña de entrar en el cerebro y alcanzar concentraciones adecuadas para elucidar su efecto terapéutico. Eso es particularmente cierto para los quimioterapéuticos, biológicos o inmunoterapias”, dijo John Rossmeisl, el Dr. y la Sra. Dorsey Taylor Mahin Profesor de Neurología y Neurocirugía en el Colegio de Medicina Veterinaria de Virginia-Maryland. Rossmeisl es uno de los coautores del artículo.

La onda de forma cuadrada que se utiliza normalmente con H-FIRE realiza una doble función: interrumpe la barrera hematoencefálica alrededor del lugar del tumor al tiempo que destruye las células cancerosas. Sin embargo, este fue el primer estudio en utilizar una onda sinusoidal para interrumpir la barrera. Esta nueva modalidad se denomina electroporación de onda sinusoidal en ráfaga (B-SWE).

Los investigadores utilizaron un modelo de roedores para estudiar los efectos de la onda sinusoidal en comparación con la onda de forma cuadrada más convencional. Descubrieron que la B-SWE provocó menos daño a las células y los tejidos, pero más interrupción de la barrera hematoencefálica.

En algunos casos clínicos, tanto la ablación como la interrupción de la barrera hematoencefálica serían ideales, pero en otros, la interrupción de la barrera hematoencefálica puede ser más importante que la destrucción de las células. Por ejemplo, si un neurocirujano extirpara la masa tumoral visible, la forma de onda sinusoidal podría utilizarse potencialmente para interrumpir la barrera hematoencefálica alrededor del lugar, permitiendo que los fármacos entren en el cerebro y eliminen el resto de las células cancerosas. La B-SWE podría provocar un daño mínimo al tejido cerebral sano.

La investigación indica que las formas de onda cuadradas convencionales muestran una buena interrupción de la barrera hematoencefálica, pero este estudio encuentra una interrupción aún mejor de la barrera hematoencefálica con B-SWE. Esto podría permitir que más medicamentos contra el cáncer accedan al cerebro.

“Pensamos que habíamos resuelto ese problema, pero esto demuestra que con un poco de reflexión, siempre hay soluciones potencialmente mejores”, dijo Rossmeisl, que también se desempeña como jefe asociado del Departamento de Ciencias Clínicas de Animales Pequeños.

Durante el estudio, los investigadores se encontraron con un obstáculo: Además de una mayor interrupción de la barrera hematoencefálica, también descubrieron que la onda sinusoidal provocaba más contracciones neuromusculares. Estas contracciones musculares corren el riesgo de dañar el órgano. Sin embargo, al ajustar la dosis de B-SWE, pudieron reducir las contracciones al tiempo que proporcionaban un nivel de interrupción de la barrera hematoencefálica similar al de una dosis más alta.

El siguiente paso de esta investigación es estudiar los efectos de la B-SWE utilizando un modelo animal de cáncer cerebral para ver cómo se comporta la forma de onda sinusoidal frente a la técnica H-FIRE convencional.

El proyecto fue encabezado por la primera autora Sabrina Campelo mientras completaba su doctorado en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Biomédicas de Virginia Tech-Wake Forest. Campelo es ahora becaria postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Biomédica Wallace H. Coulter en Georgia Tech y la Universidad Emory.