Investigadors activen amb llum una molècula que elimina cèl·lules resistents al càncer de mama

Un equip de l'Institut de Química Avançada de Catalunya (IQAC-CSIC), conjuntament amb el Vall d'Hebron Institut de Recerca (VHIR), ha aconseguit desenvolupar una molècula de cloroquina que s'activa mitjançant llum per eliminar cèl·lules cancerígenes resistents en models experimentals de càncer de mama. Aquesta estratègia de fotofarmacologia permet activar el fàrmac exclusivament en el lloc i moment desitjats, segons publiquen els investigadors a la revista 'ACS Chemical Biology'.

La investigació se centra en les anomenades cèl·lules mare tumorals o 'cancer stem cells', una subpoblació cel·lular capaç de sobreviure als tractaments oncològics convencionals i provocar recaigudes. "Aquestes cèl·lules mare constitueixen una subpoblació especialment problemàtica, ja que són capaces de sobreviure als tractaments convencionals i afavorir la recaiguda del tumor. L'objectiu del treball ha estat precisament trobar una manera d'eliminar-les de forma selectiva", explica Laia Josa Culleré, autora i investigadora de l'IQAC-CSIC. Els científics han modificat químicament la cloroquina, un medicament antipalúdic conegut, perquè romangui inactiva fins que rep estimulació lumínica.

"Dissenyem molècules que no tenen efecte en absència de llum, però que, després de ser estimulades amb llum, alliberen el fàrmac actiu i exerceixen la seva acció sobre les cèl·lules tumorals", detalla Sofía Alonso-Manresa, investigadora de l'IQAC-CSIC. El compost modificat inhibeix l'autofàgia, un procés cel·lular que els tumors utilitzen per al seu desenvolupament i supervivència.

Proves in vitro en models cel·lulars

Els assajos in vitro realitzats en models cel·lulars de càncer colorectal i de cap i coll han mostrat resultats prometedors. Després d'una il·luminació de pocs segons, la molècula activada impedeix la formació d'estructures tridimensionals conegudes com a esferes tumorals, que representen un model enriquit en cèl·lules mare tumorals. Sense l'aplicació de llum, aquestes estructures es desenvolupen amb normalitat, confirmant que l'efecte terapèutic depèn exclusivament de l'activació lumínica.

Validació en ratolins amb càncer de mama

Com a prova de concepte, l'equip científic ha efectuat assajos de validació en un model murí de càncer de mama. En aquests experiments, la molècula es va administrar directament al tumor i es va activar mitjançant il·luminació externa amb dispositius LED que permeten focalitzar i dirigir la llum. Els resultats han confirmat que l'activació del compost es produeix quan s'aplica llum dins del tumor, però no a les fosques, fet que reforça el potencial d'aquesta estratègia per actuar de manera localitzada i reduir els efectes secundaris en teixits sans.

Repte oncològic de les cèl·lules resistents

"Les cèl·lules mare tumorals representen un dels principals reptes en oncologia perquè són capaces de resistir als tractaments convencionals i afavorir la reaparició del tumor. Aquest treball demostra que la fotofarmacologia pot convertir-se en una eina molt prometedora per atacar específicament aquesta població cel·lular de manera localitzada i controlada", destaca Matilde Lleonart, cap del grup de Càncer de Cap i Coll: Investigació Biomèdica en Cèl·lules Mare Tumorals del VHIR.

Optimització per a aplicacions clíniques futures

Tot i trobar-se en una fase inicial, els resultats obren la porta al desenvolupament de noves teràpies més selectives contra el càncer. Actualment, l'equip de Josa-Culleré treballa per optimitzar les molècules perquè puguin activar-se amb longituds d'ona més penetrants, com la llum verda o vermella, cosa que facilitaria la seva aplicació en tumors més grans i profunds. "Aquest enfocament permet controlar amb precisió quan i on actua el fàrmac, fet que podria representar un avantatge significatiu respecte als tractaments convencionals", assenyala Amadeu Llebaria, responsable del grup de Química Mèdica i Síntesi de l'IQAC-CSIC on es va desenvolupar la investigació.