La innovación radica en el uso de nanopartículas luminiscentes diseñadas y fabricadas para que, una vez que están dentro del organismo, se unan a las células cancerígenas y estas sean detectadas con mayor precisión a través de una tomografía computarizada, reduciendo el diagnóstico de falsos negativos.

La patente, solicitada por el grupo de investigación en marzo de 2019, fue otorgada por el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI) al Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California (CICESE) y la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) el 12 de septiembre de 2024.

En la patente figuran como inventores Patricia Juárez Camacho, investigadora del Departamento de Innovación Biomédica del CICESE; Gustavo Alonso Hirata Flores, investigador del Centro de Nanociencias y Nanotecnología (CNyN) de la UNAM, y Akhil Jain, egresado del posgrado en Física de Materiales, hoy en Nanociencias, programa que ofrecen en conjunto las dos instituciones.

Las nanopartículas patentadas tienen un tamaño entre 40 y 60 nanómetros, están hechas de óxido de gadolinio dopadas con europio y funcionalizadas con ácido fólico, esto quiere decir que cuentan con un recubrimiento de ácido fólico que es clave para que se unan a las células cancerígenas.

Patricia Juárez destacó que la tecnología también se puede utilizar en cáncer de ovario, endometrio, cerebro, páncreas, entre otras células cancerosas ricas en receptores de ácido fólico.

Gustavo Hirata explicó que las nanopartículas fueron sintetizadas por Akhil Jain en su laboratorio y el reto fue que cumplieran con todos los requisitos: que no fueran tóxicas para el organismo, que se unieran directamente al tumor y que en su interior ocurriera un intercambio de energía que produjera un fotón, es decir, que emitiera luz.

Expuso que, a diferencia de las células normales, las células cancerígenas presentan en su superficie mayor cantidad de receptores de ácido fólico, motivo por el que las nanopartículas fueron recubiertas con este compuesto.

"Las células normales tienen algunos receptores de ácido fólico, pero las células de algunos cánceres, como el de mama, tienen muchísimos. Entonces las nanopartículas van viajando en el cuerpo, llegan al tumor y se adhieren químicamente y ya no se desprenden", detalló.

Efectividad y seguridad

Después de fabricar en el CNyN las nanopartículas con el potencial de que se dirigieran al tumor, en el CICESE se realizaron las pruebas in vitro, en células cancerosas, y posteriormente in vivo, en animales.

El grupo de investigación indicó en la solicitud de patente que, como resultado de estas pruebas, las nanopartículas mostraron baja toxicidad en el organismo, por lo que su administración es segura en grandes dosis, hasta 300 miligramos por kilogramo de peso, sin que se presenten efectos secundarios, incluso si son administradas de forma sistémica.

"Hasta ahora realizamos pruebas preclínicas en un modelo murino y demostramos que las nanopartículas son seguras de usar, se eliminan entre 12 a 24 horas sin presentar una respuesta severa del sistema inmune. Y lo más importante: las nanopartículas son capaces de llegar a los sitios tumorales después de ser administradas sistémicamente, demostrando su capacidad para la detección del tumor", especificó Patricia Juárez.

Además de las pruebas en ratones, más recientemente se probaron en peces cebra, animal utilizado en este tipo de pruebas por su similitud genética con los humanos. Los estudios de toxicidad confirmaron que las nanopartículas son seguras.

En estas pruebas también comprobaron que las nanopartículas se mantienen en el interior del cuerpo hasta ocho horas y después comienzan a ser expulsadas, por lo que es el periodo del que se dispondría para hacer la tomografía computarizada y detectar o descartar el tumor.

Tras la obtención de la patente, el siguiente objetivo para el grupo de investigación es impulsar que las nanopartículas se produzcan a mayor escala y que se hagan pruebas clínicas en pacientes, etapas que usualmente se desarrollan fuera de las instituciones académicas e implican la participación de inversionistas interesados en dar continuidad al proceso de innovación.

"Es algo muy grande para un investigador hacer ciencia de buena calidad que pueda ser traducida en una patente y ha sido un aprendizaje en muchos sentidos. Recibimos apoyo del CICESE en cada paso, además del ejemplo de otros investigadores con experiencia en patentes que nos inspiró mucho", compartió Patricia Juárez.

Para Gustavo Hirata, la investigación detrás de la patente representa un avance para formar a más especialistas en el área y lograr que los desarrollos sean más rápidos y de menor costo para que lleguen al grueso de la población lo antes posible.

"Por eso decidimos aplicar a una patente que fuera nacional. Eventualmente habrá un momento en el que las cosas que se han hecho aquí se van a utilizar... y vamos por más", concluyó.