Se ha demostrado que ciertos tipos de luz son un tratamiento eficaz y mínimamente invasivo para los cánceres ubicados en la piel o cerca de ella cuando se combinan con medicamentos activados por luz. Pero los cánceres profundamente arraigados, rodeados de tejido, sangre y huesos, están fuera del alcance de los efectos de la fototerapia.
Para llevar los beneficios de la luz a estos cánceres, ingenieros y científicos de la Universidad de Notre Dame han desarrollado un dispositivo LED inalámbrico que se puede implantar. El dispositivo, cuando se combina con un tinte sensible a la luz, no sólo destruye las células cancerosas, sino que también estimula la respuesta del sistema inmunológico contra el cáncer. Esta investigación fue publicada en Fotodiagnóstico y terapia fotodinámica.
“Algunos colores de luz penetran más profundamente en el tejido que otros colores”, dijo Thomas O’Sullivan, profesor asociado de ingeniería eléctrica y coautor del artículo. “Resulta que el tipo de luz, en este caso verde, que no penetra tan profundamente es capaz de provocar una respuesta más fuerte contra las células cancerosas”.
Antes de que la luz pueda ser eficaz para destruir las células cancerosas, las células deben teñirse con moléculas que absorban la luz. El dispositivo se enciende, el tinte convierte la luz en energía y la energía envenena el propio oxígeno de las células, volviendo de hecho a las células cancerosas contra sí mismas.
Mientras que otros tratamientos también utilizan el oxígeno de las células como arma, este dispositivo provoca una forma particularmente inusual de muerte celular.
“Trabajando juntos, la estudiante de posgrado en bioquímica Haley Sanders y el estudiante de posgrado en ingeniería eléctrica SungHoon Rho notaron que las células tratadas estaban hinchadas, un signo de piroptosis, un tipo de muerte celular, que es particularmente bueno para estimular la respuesta inmune”, dijo Bradley. Smith, profesor de ciencias Emil T. Hoffmann y coautor del artículo.
“Nuestro objetivo es inducir sólo un poco de muerte celular piroptótica, lo que luego activará el sistema inmunológico para atacar el cáncer”.
En estudios futuros, el dispositivo se utilizará en ratones para ver si una respuesta anticancerígena desencadenada en un tumor indicará al sistema inmunológico que identifique y ataque otros tumores cancerosos.
O’Sullivan señaló que el dispositivo, que tiene aproximadamente el tamaño de un grano de arroz, puede inyectarse directamente en un tumor canceroso y activarse de forma remota mediante una antena externa. El objetivo es utilizar el dispositivo no sólo para administrar tratamiento, sino también para monitorear la respuesta del tumor, ajustando la intensidad de la señal y el tiempo según sea necesario.
Esta investigación fue uno de los cuatro proyectos financiados por las primeras subvenciones de Investigación Interdisciplinaria Transformativa (STIR) de SEED. Lanzadas en 2023 por la Facultad de Ciencias y la Facultad de Ingeniería de Notre Dame, estas subvenciones están diseñadas para iniciar proyectos de investigación en ciencia e ingeniería en salud humana, medio ambiente y tecnologías de la información.
