Una nueva estrategia con luz elimina células tumorales resistentes en modelos de cáncer de mama

Un equipo científico del Institut de Química Avançada de Catalunya, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, en colaboración con el Vall d’Hebron Institut de Recerca, ha desarrollado una nueva estrategia experimental basada en el uso de la luz para activar una forma fotoactivable de la cloroquina. Este enfoque permite eliminar células tumorales, incluidas las más resistentes, conocidas como células madre tumorales, en modelos de cáncer de mama. Los resultados se publican en la revista 'ACS Chemical Biology'.

“Estas células madre, también llamadas ‘cancer stem cells’, constituyen una subpoblación especialmente problemática, ya que son capaces de sobrevivir a los tratamientos convencionales y favorecer la recaída del tumor. El objetivo del trabajo ha sido precisamente encontrar una manera de eliminarlas de forma selectiva”, explica Laia Josa Culleré, autora e investigadora del IQAC-CSIC.

Para conseguirlo, el equipo ha empleado un enfoque de fotofarmacología, una disciplina que permite activar fármacos mediante luz en el lugar y momento deseados. En este estudio, los investigadores han modificado químicamente un compuesto conocido, la cloroquina (un medicamento utilizado para tratar la malaria y enfermedades autoinmunes) para que permanezca inactivo hasta que sea activado mediante iluminación.

En ausencia de luz, estas estructuras se forman con normalidad. Además, el estudio muestra que el mecanismo de acción está relacionado con la inhibición de la autofagia, un proceso celular clave para la supervivencia de estas células resistentes.

“Diseñamos moléculas que no tienen efecto en ausencia de luz, pero que, tras ser estimuladas con luz, liberan el fármaco activo y ejercen su acción sobre las células tumorales”, explica Sofía Alonso-Manresa.

Los experimentos realizados in vitro en modelos celulares de cáncer colorrectal y de cabeza y cuello han demostrado que, tras una iluminación de solo unos segundos, la molécula activada impide la formación de estructuras tridimensionales conocidas como esferas tumorales, que representan un modelo enriquecido en células madre tumorales.

Validación en modelo animal

Como prueba de concepto, el equipo ha llevado a cabo ensayos de validación en un modelo murino de cáncer de mama. En estos experimentos, la molécula se administró directamente en el tumor y se activó mediante iluminación externa, utilizando dispositivos con LED que permiten focalizar y dirigir la luz.

Los resultados confirmaron que la activación del compuesto se produce cuando se aplica luz dentro del tumor, pero no en la oscuridad, lo que refuerza el potencial de esta estrategia para actuar de manera localizada y reducir los efectos secundarios en tejidos sanos.

“Las células madre tumorales representan uno de los principales retos en oncología porque son capaces de resistir los tratamientos convencionales y favorecer la reaparición del tumor. Este trabajo demuestra que la fotofarmacología puede convertirse en una herramienta muy prometedora para atacar específicamente esta población celular de manera localizada y controlada”, destaca Matilde Lleonart, jefa del grupo de Cáncer de Cabeza y Cuello: Investigación Biomédica en Células Madre Tumorales del VHIR.

Nuevas terapias más precisas

Aunque el trabajo se encuentra en una fase inicial, los resultados abren la puerta al desarrollo de nuevas terapias más selectivas contra el cáncer. Actualmente, el equipo de Josa-Culleré trabaja para optimizar las moléculas para que puedan activarse con longitudes de onda más penetrantes, como la luz verde o roja, lo que facilitaría su aplicación en tumores más grandes y profundos.

“Este enfoque permite controlar con precisión cuándo y dónde actúa el fármaco, lo que podría representar una ventaja significativa respecto a los tratamientos convencionales”, señala Amadeu Llebaria, responsable del grupo de Química Médica y Síntesis del IQAC-CSIC donde se desarrolló la investigación.