Un grupo de científicos ha presentado una técnica innovadora que emplea los denominados “martillos pilones moleculares” (molecular jackhammers) para eliminar de forma mecánica hasta el 99% de las células de melanoma humano en condiciones de laboratorio. Este método se basa en vibraciones mecánicas ultrarrápidas a escala molecular que rompen las membranas de las células tumorales, representando un cambio radical en la lucha contra el cáncer.
La base del procedimiento es la aminocianina, un colorante sintético biocompatible que ya se emplea en diagnóstico por imágenes. Estas moléculas se fijan con alta precisión a la capa grasa externa de las células. Al ser estimuladas con luz infrarroja cercana, sus átomos comienzan a oscilar de manera sincronizada, generando un plasmón molecular que actúa como un martillo mecánico y desgarra la membrana celular de forma instantánea.
La explicación científica de este fenómeno fue publicada en Nature Chemistry en el año 2023, bajo el título ‘Los martillos neumáticos moleculares erradican las células cancerosas mediante acción impulsada por vibraciones’. En dicho artículo, los autores detallan que el proceso se denomina “acción impulsada por vibraciones” (VDA). Al excitar los modos vibrónicos de las aminocianinas unidas a las membranas, se produce una oscilación concertada que abarca toda la molécula. Esta acción mecánica destruye rápidamente la integridad de la bicapa lipídica mediante necrosis, un proceso letal y extremadamente veloz.
Un avance clave en oncología
El Dr. James Tour, químico y coautor del estudio, declaró para la Universidad de Rice que esta tecnología representa un salto cualitativo frente a los motores moleculares previos:
“Son más de un millón de veces más rápidos en su movimiento mecánico que los anteriores motores de tipo Feringa, y pueden activarse con luz infrarroja cercana en lugar de luz visible”.
Esta longitud de onda es crucial para aplicaciones clínicas, ya que, según añadió,
“la luz infrarroja cercana puede penetrar hasta 10 centímetros en el cuerpo humano, a diferencia de solo medio centímetro de la luz visible… Es un avance enorme”.
En comparación con las terapias fototerapéuticas convencionales, los martillos pilones moleculares ofrecen ventajas determinantes. La VDA se diferencia de la terapia fotodinámica (que produce especies reactivas de oxígeno o ROS) y de la terapia fototérmica (que calienta el tejido). Los autores del estudio afirmaron:
“Esta es la primera vez que se utiliza un plasmón molecular de esta manera para excitar la molécula completa y producir una acción mecánica que permita alcanzar un objetivo concreto: en este caso, romper las membranas de las células cancerosas”.
Los experimentos demostraron que el efecto mecánico en la membrana no se ve frenado por inhibidores de ROS, ni provoca un aumento de la temperatura en el entorno. Esto le permite operar en microambientes tumorales con bajo nivel de oxígeno (hipoxia) y sin riesgo de daños térmicos en los tejidos sanos.
El conocimiento de esta tecnología se amplió con otra investigación publicada en Advanced Science un año después. Los científicos encontraron variantes de los “martillos neumáticos” en desarrollo que abren la puerta para crear nuevas formas de atacar distintos tipos de cáncer. Entre las variantes desarrolladas, aquellas con sustituciones de dimetilaminoetilo y dimetilescarbamoílo mostraron una eficacia excelente, logrando una mejora de hasta siete veces en su índice fototerapéutico en comparación con la molécula original (Cy7.5 amina) en múltiples líneas celulares, incluyendo cáncer de pulmón, próstata y colorrectal.
Resultados prometedores: 60% de supervivencia
En cultivos de laboratorio, dosis bajas de luz y concentraciones mínimas de aminocianinas destruyeron más del 99% de las células de melanoma humano. Además, los estudios in vivo con ratones revelaron que la aplicación intratumoral de Cy7.5 amina junto con luz infrarroja cercana redujo notablemente el tamaño de los tumores, logrando una supervivencia a largo plazo del 60%, con la mitad de los ratones quedando libres de cáncer.
A diferencia de las terapias químicas tradicionales, es muy improbable que las células cancerosas desarrollen resistencia a fuerzas mecánicas puras a escala molecular. Con ensayos exitosos en diversas líneas celulares, esta nueva técnica abre una prometedora e inédita ventana terapéutica en la oncología moderna.
Fuente: Infobae
