Un equipo de investigadores del Instituto de Investigación Pionera (RIKEN) y del Instituto de Ciencias de Tokio ha logrado un avance significativo en la lucha contra el cáncer al desarrollar un sistema capaz de utilizar un subproducto generado por las propias células tumorales para sintetizar fármacos destructores desde el interior del organismo. Este estudio de prueba de concepto, cuyos resultados han sido publicados en la revista Nature Communications, propone una metodología donde el propio cáncer provee la materia prima para su eliminación.
El núcleo de esta investigación se centra en el aprovechamiento del monóxido de carbono, un gas ampliamente conocido por su toxicidad en la combustión de motores de gasolina, pero que recientemente ha sido identificado como un elemento producido en exceso por diversos tipos de células cancerosas. Esta característica convierte al monóxido de carbono en un biomarcador interno que los científicos han decidido utilizar para activar la creación de agentes citotóxicos de manera selectiva.
El objetivo principal del equipo, liderado por el investigador Katsunori Tanaka en el Laboratorio de Química Sintética Biofuncional del RIKEN, es superar las limitaciones de la quimioterapia convencional. En los tratamientos tradicionales, los fármacos suelen afectar tanto a las células enfermas como a las sanas, provocando efectos secundarios que, en ocasiones, pueden resultar tan perjudiciales como la propia patología. Por ello, el enfoque de Tanaka consiste en inyectar compuestos inocuos que solo se transformen en fármacos activos una vez que hayan sido captados por las células cancerosas.
Para lograr este proceso, los investigadores diseñaron un sistema basado en el uso de un catalizador metálico denominado paladaciclo. Este complejo organometálico tiene la capacidad de interactuar con el monóxido de carbono para sintetizar un compuesto orgánico llamado fenantridinona. Diversos derivados de la fenantridinona son citotóxicos y ya se han empleado previamente en la formulación de medicamentos contra el cáncer. No obstante, la aplicación directa de paladaciclos presentaba un obstáculo crítico: el glutatión, una molécula presente en el interior de las células, destruía rápidamente el núcleo del catalizador metálico, inactivándolo antes de que pudiera actuar.
Para resolver este problema, el laboratorio de Tanaka aplicó sus conocimientos en reacciones catalizadas por metales e incorporó el paladaciclo dentro de la albúmina, una proteína común que circula en el torrente sanguíneo. Esta estructura de albúmina-paladaciclo actúa como un escudo protector, permitiendo que el complejo viaje de forma segura por la sangre y que el catalizador de paladio permanezca intacto al ingresar en las células.
La eficacia de este sistema fue evaluada en diversas etapas experimentales. En primer lugar, se analizaron distintos tipos de paladaciclos para determinar cuál era el más eficiente en la generación de fenantridinona. Posteriormente, el complejo de albúmina-paladaciclo fue incubado durante 48 horas con líneas celulares humanas de cáncer de hígado, cuello uterino, mama y pulmón, utilizando además una línea celular no cancerosa como grupo de control.
Los resultados demostraron que la formación del compuesto tóxico ocurrió preferentemente en las células cancerosas, mientras que las células normales permanecieron libres del fármaco. Esto confirmó que la protección brindada por la albúmina frente al glutatión era efectiva y que la focalización del tratamiento era precisa, ya que la reacción química solo se desencadenaba ante la presencia del exceso de monóxido de carbono propio de los tumores. Tras realizar ajustes técnicos, los científicos lograron que el producto final se separara del complejo protector para moverse libremente y atacar la célula desde adentro.
Un punto crítico del estudio fue la evaluación del riesgo relacionado con el monóxido de carbono presente naturalmente en la sangre. Existía la preocupación de que el fármaco pudiera sintetizarse accidentalmente durante el transporte sanguíneo, matando células sanas. Sin embargo, los ensayos revelaron que la sangre no presentaba el fármaco, debido a que el monóxido de carbono sanguíneo se encuentra unido a la hemoglobina, lo que impide que participe en la reacción catalítica del paladio.
A pesar de estos resultados prometedores en cultivos de laboratorio, los investigadores subrayan que la técnica se encuentra todavía en una fase experimental de prueba de concepto. Actualmente, no se dispone de datos sobre la seguridad o eficacia del sistema en modelos animales o humanos, y se ha observado que la potencia del fármaco generado es moderada. Por lo tanto, no existe un medicamento disponible ni una fecha prevista para su implementación en el uso clínico. El equipo plantea este trabajo como un ejemplo de síntesis química terapéutica in situ, donde se administran precursores para aprovechar los metabolitos de la enfermedad en el lugar exacto de la lesión.
