Investigadores de Yıldız Technical University, la Universidad de Mármara y la Universidad de Estambul-Cerrahpaşa han desarrollado un parche terapéutico basado en microagujas, fabricado mediante una bioimpresora 3D, con el objetivo de combinar la quimioterapia y la terapia fototérmica en una única plataforma para tratar el melanoma, uno de los tipos más agresivos de cáncer de piel.
El trabajo se llevó a cabo en el Centro de Excelencia, Aplicación e Investigación Conjunta en Tecnología Sanitaria (SABİOTEK), fundado en 2022 con la participación de las tres universidades y con el apoyo del Consejo de Investigación Científica y Tecnológica de Turquía (TÜBİTAK) y los Institutos Sanitarios Turcos (TÜSEB). El proyecto estuvo dirigido por Cem Bülent Üstündağ, profesor de ingeniería biomédica en Yıldız Technical University y director de SABİOTEK.
¿Cómo funciona el parche?
Las microagujas fabricadas con hidrogel contienen dos sustancias funcionales en su estructura. La sustancia 5-fluorouracilo (5-FU), utilizada terapéuticamente como agente quimioterapéutico, se colocó en las puntas de las agujas con el objetivo de administrarla directamente en la zona diana y controlar su liberación. La base del sistema contiene puntos cuánticos de grafeno de un tamaño aproximado de entre 5 y 10 nanómetros.
Cuando se ilumina los puntos cuánticos de grafeno, estos convierten la energía luminosa en calor. El sistema tiene como objetivo elevar localmente la temperatura hasta unos 42 grados Celsius, lo que podría obstaculizar los procesos celulares de las células cancerosas y activar mecanismos de muerte celular programada. El calor también puede ayudar a controlar la liberación del agente quimioterapéutico desde las microagujas.
¿Qué cambia en la práctica?
La idea principal es concentrar el tratamiento en el lugar del tumor en vez de depender exclusivamente de que el medicamento llegue a través del torrente sanguíneo. El equipo de investigación considera que reducir la cantidad de medicamento que llega al resto del organismo podría limitar los efectos secundarios sistémicos asociados a la quimioterapia, pero este beneficio sigue siendo una hipótesis que necesita demostrarse en etapas posteriores y no representa un resultado clínico probado.
Para fabricar las microagujas, los investigadores utilizaron biomateriales basados en alginato de sodio y gelatina. También compararon una gelatina producida en Turquía con un producto comercial internacional y afirmaron que los resultados mostraron propiedades similares, antes de continuar el trabajo utilizando la gelatina local.
La siguiente etapa: la fase preclínica
Se han completado las pruebas de laboratorio en células cancerosas, mientras que los experimentos con animales necesarios para la fase preclínica aún no han comenzado. Si tienen éxito, se podrá pasar a los estudios clínicos, etapas que el equipo describió como largas y costosas. Por ello, los resultados actuales no indican que exista un tratamiento disponible para los pacientes ni que el parche esté listo para uso médico.
El equipo presentó la tecnología con el título 3D-Printed Microneedle Patch for the Treatment of Melanoma via Synergistic Chemotherapy and Photothermal Therapy y afirmó que obtuvo una medalla de oro y el premio especial de WIIPA en una competición internacional. También presentó dos solicitudes de patente: una para el sistema de microagujas y otra para una plataforma de ensayo que mide la capacidad de las agujas para penetrar en la piel, las fuerzas generadas durante la aplicación y su llegada a las capas cutáneas diana.
Los investigadores proponen en el futuro utilizar el parche como tratamiento tópico complementario después de la extirpación quirúrgica del tumor, con el objetivo de abordar las células cancerosas restantes en la zona. Sin embargo, este uso propuesto también requiere demostrar su eficacia y seguridad mediante estudios preclínicos y clínicos.