Los investigadores han desarrollado un nuevo compuesto fotoactivable mejorado con platino que mata de manera única las células cancerosas sin necesidad de oxígeno, superando las limitaciones de las terapias contra el cáncer basadas en luz existentes. Su descubrimiento allana el camino para el desarrollo de la próxima generación de fármacos contra el cáncer. La terapia fotodinámica implica la introducción de un agente llamado fotosensibilizador, que luego se activa mediante energía luminosa de una longitud de onda específica (generalmente un láser o un diodo emisor de luz). Las especies reactivas de oxígeno (ROS) generadas por la activación de la luz pueden destruir las células cancerosas e iniciar el proceso de apoptosis o muerte celular programada.
Si bien la terapia fotodinámica ha demostrado ser un tratamiento eficaz contra el cáncer, un problema es que requiere la presencia de oxígeno para producir ROS que provoca la muerte celular. Dado que la mayoría de los tumores sólidos tienen un microambiente hipóxico (bajo en oxígeno), la eficacia de los fotosensibilizadores tradicionales es limitada.
Para superar esta limitación, investigadores de la City University de Hong Kong han desarrollado un nuevo fotoactivador mejorado con platino que puede matar eficazmente las células cancerosas sin necesidad de oxígeno.
La quimioterapia basada en platino (II) se ha utilizado para tratar el cáncer durante muchos años. Sin embargo, son propensos a sufrir efectos secundarios como toxicidad y resistencia a los medicamentos. El platino (IV), o platino (IV), es un fármaco crudo, lo que significa que no tiene actividad farmacológica hasta que se metaboliza después de ingresar a las células cancerosas, lo que lo hace más atractivo porque tiene mayor estabilidad y menos efectos secundarios que los compuestos de platino (II).
Estudios anteriores han demostrado que agregar metales de transición como el platino a los fotosensibilizadores puede mejorar la eficiencia de los fotosensibilizadores. Por lo tanto, los investigadores conjugaron complejos de platino (IV) con ligandos fotosensibles orgánicos y descubrieron que esto daba como resultado un efecto llamado "fotooxidación mejorada por metales". Este descubrimiento los llevó a desarrollar una nueva clase de fotooxidantes de platino (IV) activados en el infrarrojo cercano.
Inyectaron el nuevo compuesto por vía intravenosa en ratones con tumores. Cuatro horas más tarde, irradiaron a los ratones con luz infrarroja cercana (NIR) para activar los fotooxidantes y descubrieron que el volumen del tumor se había reducido en un 89 % y el peso del tumor había disminuido en un 76 %, lo que indica que los fotooxidantes de platino (IV) tienen un efecto supresor de tumores. Si bien los medicamentos anticancerígenos tradicionales a base de platino provocan que las células cancerosas experimenten apoptosis, los investigadores descubrieron que su compuesto provocaba una forma única de muerte celular.
Guangyu Zhu, autor correspondiente del estudio, dijo: "Curiosamente, descubrimos que el 'modo de muerte' de las células cancerosas inducido por el fotoóxido de platino (IV) es diferente de cualquier otro medicamento contra el cáncer. Un modo único de destrucción de las células cancerosas se inicia a través de los efectos duales de un fuerte estrés oxidativo intracelular y un pH intracelular reducido".
Observaron que el fotoóxido de platino (IV) acumulado en el retículo endoplásmico de las células cancerosas (un centro para la síntesis y el transporte de proteínas), después de ser activado por luz infrarroja cercana, puede oxidar macromoléculas biológicas en la célula sin oxígeno, produciendo ROS, peróxidos lipídicos y protones. La extinción oxidativa generada por ROS y peróxidos lipídicos destruye componentes importantes de las células cancerosas, mientras que los protones reducen el pH intracelular y forman un microambiente ácido desfavorable.
Además, los investigadores observaron que el fotoóxido de platino (IV) activaba el sistema inmunológico de los ratones, reclutando y activando células inmunes. En comparación con el grupo de control, la cantidad de células T auxiliares aumentó 7 veces y la cantidad de células T citotóxicas aumentó 23 veces después de la activación de la luz. Las células T citotóxicas o asesinas reconocen y destruyen directamente las células cancerosas, mientras que las células T auxiliares ayudan a activar las células T citotóxicas.
"Al inducir una necrosis atípica, el fotoóxido de platino (IV) puede superar la resistencia de las células cancerosas a la terapia fotodinámica tradicional y a los fármacos de quimioterapia, activar el sistema inmunológico y eliminar eficazmente las células cancerosas", afirmó Zhu. "Estos hallazgos sirven como prueba de concepto y sugieren que el desarrollo de fotooxidantes basados en la fotooxidación mejorada con metales es una nueva dirección prometedora para el desarrollo de fármacos anticancerígenos a base de metales".
Los investigadores planean realizar estudios preclínicos para caracterizar completamente las propiedades químicas, biológicas y farmacéuticas de los nuevos fotooxidantes de platino (IV), con el objetivo de identificar compuestos para ensayos clínicos.
La investigación fue publicada en la revista Nature Chemistry.