Mayagüez.- Ante el aumento en la incidencia de cáncer, la ingeniería emerge como una opción transformadora en el acceso a tecnologías pioneras o complementarias en tratamientos oncológicos, como lo evidencian dos proyectos de investigación del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Puerto Rico en Mayagüez (UPRM).

Por un lado, los miembros de la Facultad de Ingeniería Madelaine Torres Lugo, Eduardo Juan García y Jorge Castro Torres trabajan en un método de limpieza profunda de las células cancerosas en la próstata, las cuales regularmente permanecen residuales en el órgano tras la cirugía oncológica estándar.

Mientras, la también profesora en esta facultad, Maribella Domenech García, se enfoca en replicar modelos celulares integrando distintas células del cáncer de seno triple negativo e identifica por qué resisten tratamientos médicos.

En el caso del trío de académicos que trabajan con el proyecto relacionado al cáncer de próstata, su investigación se concentra en modificar un calentador por inducción en un dispositivo transrectal miniatura, el cual mediante un campo magnético –movimiento de carga eléctrica– de alta frecuencia, activa nanopartículas que producen calor y destruyen células cancerosas.

“(Imagínate) una estufa de inducción: solamente trabaja con ciertos tipos de ollas hechas con material que se calienta en presencia de ese campo magnético alternante. Las células cancerosas tienden a ser más sensibles al calor que las células normales. Si esas nanopartículas llegaron a esas células cancerosas y el instrumento está cerca, generan suficiente calor para matarlas”, sintetizó Torres Lugo, bioingeniera que en el 2015 se convirtió en la primera científica puertorriqueña en ser instalada al prestigioso American Institute for Medical and Biological Engineering.

Juan García, quien es profesor en ingeniería eléctrica y computadoras de la UPRM, explicó que primeramente inyectan las nanopartículas directamente al tumor prostático utilizando ultrasonido. Luego, insertan el calentador en miniatura por el recto y lo encienden. El dispositivo evita incisiones mayores en el paciente.

La terapia resulta innovadora ya que el cáncer produce metástasis en el abdomen y no hay flujo de sangre, así que los medicamentos “no llegan con tanta facilidad y por eso (los tumores) son tan difíciles de tratar”, apuntó Torres Lugo.

Asimismo, el proyecto se destaca por tener un perfil de pacientes más inclusivo, a diferencia de su competencia MagForce, una compañía alemana que también ofrece la aplicación clínica del campo magnético para el cáncer, en su caso para el de cerebro glioblastoma (tumor de categoría IV).

“Aquellos pacientes que tengan implantes de metal, sean marcapasos, stents (endoprótesis), implantes de rodilla y cadera, no pudiesen pasar por este tipo de terapia (que ofrece la competencia). Nosotros, al tener una forma más localizada de poder brindar el tratamiento, potencialmente pudiésemos incluir a esos pacientes, esa necesidad la estaríamos llenando”, abundó Castro Torres, asistente de investigación a nivel postdoctoral.

El calentador por inducción también se ofrece laparoscópicamente, con el cual pudieran abordar otros tipos de cáncer abdominal, como el de ovario, colon y metástasis. “En vez de tener que hacer una incisión de tres, cuatro o cinco pulgadas, se hacen incisiones pequeñas. A través de los distintos orificios, entran los instrumentos”, añadió el egresado de bioingeniería.

Con el dispositivo transrectal patentado, los doctores actualmente trabajan su prueba de concepto, donde se demostrará la viabilidad del dispositivo para lograr comerciarlo.

Tratamiento de cáncer seno

En el caso de Domenech García, la ingeniería biomédica desarrolla plataformas de cultivo que fungen como modelos predictivos a la reactividad de las células frente a distintas terapias farmacológicas y que, en ocasiones, inhiben adversamente la cascada de señalización de Hedgehog, proceso que permite la regulación del crecimiento, la diferenciación celular y morfogénesis de muchos tejidos y órganos.

En otras palabras, el proyecto evalúa y compara si ciertos tratamientos farmacológicos realmente combaten el cáncer de seno, incluyendo sus subdivisiones como la triple negativa, en la cual están ausentes tres de los receptores más comunes en las células cancerosas y divisiones de la enfermedad oncológica mamaria.

“El uso de fármacos químicos puede dar tanto una respuesta positiva a terapia –se reduce el tumor– o también una respuesta completamente opuesta –el tumor progresa más rápido–. Usualmente vemos los fármacos que funcionan o no funcionan, pero, en este caso (de cáncer de mama), puedes tener la respuesta bifásica”, explicó Domenech García.

La cascada de señalización es aquella red de interacciones entre las células en respuesta a hormonas u otros estímulos. Aunque típicamente no está presente en tejidos adultos, es un proceso en su desarrollo embrionario: propicia la regeneración de tejidos tras una inflamación.

“Este proyecto es innovador en varias ramas; integra las ciencias básicas, estudios celulares, ingeniería biomédica, modelos preclínicos. Y es pionero utilizando tecnología del área de data mining o de genómica espacial, donde en base a la ubicación miramos la actividad de la célula y cómo la organización cambia en el tumor; cómo es diferente, en los grupos que reciben terapia versus los que no”, abundó la catedrática.

Domenech García adelantó que el proyecto está en la etapa de validación preclínica y aborda las predicciones del modelo en los sistemas de animales. El próximo paso es movilizar el hallazgo a muestras de pacientes.

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