{"id":504823,"date":"2024-02-27T17:06:42","date_gmt":"2024-02-27T20:06:42","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=504823"},"modified":"2024-02-27T17:06:42","modified_gmt":"2024-02-27T20:06:42","slug":"vidrio-contra-el-cancer","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/vidrio-contra-el-cancer\/","title":{"rendered":"Vidrio contra el c\u00e1ncer"},"content":{"rendered":"

La ingeniera de materiales Geovana Lira Santana, del estado brasile\u00f1o de Para\u00edba, conoci\u00f3 las propiedades del F18, un vidrio bioactivo capaz de estimular la regeneraci\u00f3n \u00f3sea, cuando lleg\u00f3 a la Universidad Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar), en el estado de S\u00e3o Paulo, para cursar una maestr\u00eda. Vio en el nuevo material la posibilidad de cumplir su antiguo anhelo de convertirse en cient\u00edfica e investigar el c\u00e1ncer. Con base en el F18, una creaci\u00f3n del Laboratorio de Materiales V\u00edtreos (LaMaV), del Departamento de Ingenier\u00eda de Materiales (DEMa) de la UFSCar, Lira Santana trabaj\u00f3 en el desarrollo de un compuesto con part\u00edculas magn\u00e9ticas para el tratamiento del c\u00e1ncer \u00f3seo.<\/p>\n

Con la colaboraci\u00f3n del Centro de Investigaci\u00f3n, Educaci\u00f3n e Innovaci\u00f3n en Vidrios (CeRTEV) y del Centro de Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF), dos Centros de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n (Cepid), apoyados por la FAPESP, Lira Santana desarroll\u00f3 un nuevo material aplicable como injerto en los huesos afectados por el c\u00e1ncer. Para ello, le a\u00f1adi\u00f3 a la matriz v\u00edtrea compuesta por el vidrio bioactivo (biovidrio) F18, patentado por la UFSCar en 2015, manganitas de lantano dopadas, es decir, enriquecidas con estroncio, un material que se calienta cuando se lo expone a un campo magn\u00e9tico alterno exterior.<\/p>\n

El resultado fue un compuesto \u2013un material formado por dos o m\u00e1s componentes con propiedades complementarias o superiores a los elementos que le dieron origen\u2013 con una doble funci\u00f3n. La primera es el combate contra las c\u00e9lulas tumorales mediante el calentamiento controlado de las part\u00edculas magn\u00e9ticas; la segunda es la regeneraci\u00f3n del tejido \u00f3seo, debido a la capacidad de osteoinducci\u00f3n del biovidrio. \u201cEl vidrio bioactivo libera iones que modifican el pH del medio, estimulando la proliferaci\u00f3n de las c\u00e9lulas \u00f3seas. No solo crea un ambiente favorable para la regeneraci\u00f3n \u00f3sea, como lo hacen los sustitutos \u00f3seos disponibles en el mercado, sino que tambi\u00e9n promueve la formaci\u00f3n de tejido\u201d, resume la investigadora, quien actualmente cursa un doctorado en el mismo departamento. Adem\u00e1s, el biovidrio F18 tiene una fuerte acci\u00f3n bactericida, lo que dificulta las infecciones posquir\u00fargicas.<\/p>\n

El proyecto, iniciado en 2018, cont\u00f3 con la direcci\u00f3n del ingeniero de materiales Edgar Dutra Zanotto, coordinador del LaMaV y del CeRTEV, y con la colaboraci\u00f3n del profesor del DEMa, Murilo Crovace. Los resultados preliminares, publicados en la revista cient\u00edfica Materials<\/em> en 2022, son prometedores.<\/p>\n

Otra caracter\u00edstica destacable del nuevo material es que puede calentarse hasta un m\u00e1ximo de 45 grados Celsius (\u00baC). De esta forma, se evita el sobrecalentamiento de la zona y el da\u00f1o a las c\u00e9lulas sanas vecinas del tumor. En pruebas de laboratorio, las part\u00edculas magn\u00e9ticas del compuesto alcanzaron los 40 \u00baC en pocos minutos cuando fueron sometidas a la acci\u00f3n de un campo magn\u00e9tico externo.<\/p>\n

\u201cEs una temperatura muy cercana a la ideal para el tratamiento del tumor, alrededor de los 43 \u00baC\u201d, dice Lira Santana. \u201cLa formaci\u00f3n de una capa de hidroxicarbonato de apatita, presente de forma natural en el hueso humano, permite que el compuesto se adhiera al tejido \u00f3seo\u201d, explica la investigadora. Adem\u00e1s de buscar los niveles de calentamiento ideales, los pr\u00f3ximos pasos del proyecto comprenden la realizaci\u00f3n de ensayos in vitro<\/em> y estudios cl\u00ednicos, a\u00fan sin fecha prevista. La solicitud de patente del compuesto se present\u00f3 en 2021.<\/p>\n

El m\u00e9dico radi\u00f3logo Marcos Roberto de Menezes, coordinador del \u00e1rea de radiolog\u00eda e intervenci\u00f3n guiada por im\u00e1genes del Instituto del C\u00e1ncer del Estado de S\u00e3o Paulo (Icesp), considera que, una vez validado por estudios cl\u00ednicos, el nuevo material aportar\u00e1 buenas perspectivas al tratamiento oncol\u00f3gico. De Menezes es especialista en el tratamiento del c\u00e1ncer por termoablaci\u00f3n, una t\u00e9cnica que consiste en la inserci\u00f3n de agujas guiadas v\u00eda im\u00e1genes para la destrucci\u00f3n de las c\u00e9lulas tumorales mediante el aumento de la temperatura o la congelaci\u00f3n.<\/p>\n<\/div>

\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/div>
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Seg\u00fan el radi\u00f3logo, el uso de la temperatura como recurso terap\u00e9utico en la oncolog\u00eda puede erigirse como una alternativa menos invasiva que la cirug\u00eda en casos concretos, como en el tratamiento de la met\u00e1stasis. \u201cLa terapia mediante hipertermia [el aumento acentuado de la temperatura corporal] para la destrucci\u00f3n de las c\u00e9lulas tumorales ya est\u00e1 bastante afianzada. La gran ventaja de este nuevo material residir\u00eda en la posibilidad de destruir el tumor conservando la estructura y la funcionalidad del hueso\u201d, pondera De Menezes, quien explica que el tratamiento por hipertermia destruye el tumor, pero, dependiendo de la extensi\u00f3n y la gravedad de la lesi\u00f3n, puede haber un debilitamiento del hueso afectado, lo que genera una p\u00e9rdida de funci\u00f3n y dolor. La capacidad de osteoinducci\u00f3n del biovidrio podr\u00eda solucionar este problema.<\/p>\n

Aun cuando quedan todav\u00eda varias etapas hasta salir al mercado, el vidrio bioactivo con part\u00edculas magn\u00e9ticas de la UFSCar ya tiene una empresa interesada en promover su comercializaci\u00f3n: la startup<\/em> Vetra, fundada en 2014 por exalumnos del CeRTEV e incubada en Supera, el parque de innovaci\u00f3n tecnol\u00f3gica de la ciudad palulista de Ribeir\u00e3o Preto.<\/p>\n

El biovidrio empleado como matriz en el compuesto desarrollado por Lira Santana naci\u00f3 del proyecto de maestr\u00eda de la odont\u00f3loga Marina Trevelin, socia fundadora de Vetra, realizada en el LaMaV-DEMa-UFSCar entre 2009 y 2011. En su doctorado, la investigadora ampli\u00f3 el proyecto al pasar a realizar ensayos precl\u00ednicos y explorando distintas aplicaciones para la tecnolog\u00eda, como la regeneraci\u00f3n de heridas cut\u00e1neas y nerviosas.<\/p>\n

Trevelin obtuvo una beca de la FAPESP para realizar el doctorado en ciencia e ingenier\u00eda de materiales y Vetra cont\u00f3 con el apoyo del Programa de Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe) de la Fundaci\u00f3n, para la producci\u00f3n industrial del F18. La startup<\/em> posee la patente del material, licenciada por la UFSCar en 2016 (lea en<\/em> Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 241<\/em><\/a>), y actualmente se lo suministra a empresas especializadas en productos m\u00e9dicos y odontol\u00f3gicos.<\/p>\n

El proyecto de Lira Santana es heredero de una historia a\u00fan m\u00e1s antigua, que se remonta a 1977, cuando Dutra Zanotto cre\u00f3 el LaMaV en la UFSCar. Por entonces, el vidrio bioactivo todav\u00eda era una novedad en Brasil. Hac\u00eda menos de 10 a\u00f1os que hab\u00eda sido inventado, en 1969, por el ingeniero de materiales estadounidense Larry Hench, de la Universidad de Florida (EE. UU.), a partir de una combinaci\u00f3n de sodio, calcio, silicio y f\u00f3sforo.<\/p>\n

El nuevo material llam\u00f3 la atenci\u00f3n por su capacidad para reaccionar con los fluidos corporales formando una capa de hidroxicarbonato de apatita, lo que le permit\u00eda unirse qu\u00edmicamente al tejido \u00f3seo favoreciendo su regeneraci\u00f3n. Se patent\u00f3 como Bioglass 45S5, un nombre que se popularizar\u00eda para materiales similares con composiciones diferentes.<\/p>\n

En poco tiempo, el biovidrio se gan\u00f3 un lugar destacado en el mercado de los biomateriales. \u201cEn Europa y Estados Unidos se ha utilizado para producir injertos \u00f3seos, membranas para la regeneraci\u00f3n de \u00falceras cut\u00e1neas y, en forma de polvo, productos odontol\u00f3gicos destinados a la reparaci\u00f3n de defectos del esmalte y el tratamiento de la hipersensibilidad dentinaria\u201d, destaca Dutra Zanotto.<\/p>\n

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L\u00e9o Ramos Chaves \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span>Muestras del biovidrio con diferentes composiciones del material magn\u00e9ticoL\u00e9o Ramos Chaves \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/p><\/div>\n

Sin embargo, el material inventado por Hench presentaba limitaciones debido a su escasa resistencia mec\u00e1nica. Esta caracter\u00edstica impide su uso como implante en lugares sometidos a grandes cargas y limita la posibilidad de moldearlo en diferentes formatos. Un d\u00eda, en una conversaci\u00f3n informal en la mesa de un bar, Dutra Zanotto y Hench especulaban sobre estas limitaciones cuando surgi\u00f3 la idea de un nuevo proyecto. \u201cImaginamos que ser\u00eda posible cristalizar el biovidrio para darle una mayor resistencia\u201d, recuerda el brasile\u00f1o. Este proyecto acab\u00f3 siendo el tema de la investigaci\u00f3n doctoral del ingeniero de materiales Oscar Peitl, en la actualidad docente del DEMa-UFSCar. De esa investigaci\u00f3n, culminada en 1995, surgi\u00f3 el biosilicato, patentado en 2003.<\/p>\n

Dutra Zanotto explica que el biosilicato es un compuesto vitrocer\u00e1mico (lea en<\/em> Pesquisa FAPESP, edici\u00f3<\/em>n<\/em> n\u00ba 191<\/em><\/a>). En el proceso de cristalizaci\u00f3n, llevado a cabo a partir de la inserci\u00f3n de aditivos y la exposici\u00f3n a altas temperaturas, este material, que inicialmente tiene una estructura desordenada, pasa a tener una disposici\u00f3n geom\u00e9trica regular. La cristalinidad proporciona a los vitrocer\u00e1micos propiedades mec\u00e1nicas superiores a las de los vidrios bioactivos, pero generalmente reduce el \u00edndice de bioactividad. El reto del equipo de la UFSCar consisti\u00f3 entonces en dise\u00f1ar una formulaci\u00f3n que confiriera una bioactividad similar a la del biovidrio manteniendo una elevada resistencia mec\u00e1nica. El resultado satisfizo a los investigadores.<\/p>\n

\u201cEn los \u00faltimos a\u00f1os hemos realizado tres estudios cl\u00ednicos diferentes con el biosilicato, todos con \u00e9xito\u201d, informa el coordinador del LaMaV. Seg\u00fan Dutra Zanotto, adem\u00e1s de ser eficaz en el tratamiento de la hipersensibilidad dentinaria, en forma de polvo, este material permiti\u00f3 fabricar implantes de huesecillos del o\u00eddo medio y un implante oft\u00e1lmico. Esta pr\u00f3tesis ocular de vidrio presenta un aspecto y una movilidad muy similares a los del ojo humano real.<\/p>\n

Unos a\u00f1os m\u00e1s tarde, al dise\u00f1ar el biovidrio F18, los investigadores buscaban un resultado opuesto al del biosilicato: que no se cristalizara al expon\u00e9rselo a altas temperaturas, lo que permitir\u00eda un mayor control del material para la producci\u00f3n de fibras, tejidos v\u00edtreos y piezas complejas en 3D. Trevelin relata que se hicieron 17 intentos hasta obtener la f\u00f3rmula ideal, la del F18. \u201cLogramos obtener un compuesto estable y altamente bioactivo, adem\u00e1s de bactericida. Desde el inicio de las pruebas precl\u00ednicas, en 2011, el F18 se ha mostrado prometedor en la regeneraci\u00f3n de tejidos\u201d, dice Trevelin.<\/p>\n

Aprovechando las propiedades bactericidas del F18, Trevelin, de Vetra, pretende utilizarlo como injerto \u00f3seo en pacientes con osteomielitis, una infecci\u00f3n \u00f3sea causada por microorganismos pat\u00f3genos. Y ya ha iniciado investigaciones en este sentido, con financiaci\u00f3n del Pipe. La realizaci\u00f3n de los ensayos cl\u00ednicos ahora est\u00e1 sujeta a inversiones en la infraestructura de la startup<\/em>, que la investigadora espera poder realizar con la ayuda del Pipe Invest, una modalidad de apoyo a startups<\/em> y peque\u00f1as y medianas empresas.<\/p>\n

En la Universidad Federal del ABC (UFABC), en Santo Andr\u00e9 (S\u00e3o Paulo), un grupo de investigaci\u00f3n encabezado por la ingeniera de materiales Juliana Marchi tambi\u00e9n est\u00e1 desarrollando un compuesto v\u00edtreo para combatir el c\u00e1ncer \u00f3seo mediante hipertermia. Adem\u00e1s de nanopart\u00edculas magn\u00e9ticas para calentar la regi\u00f3n afectada, el material compuesto posee otros dos agentes terap\u00e9uticos: el elemento qu\u00edmico holmio (Ho) para la aplicaci\u00f3n de braquiterapia, un tipo de radioterapia interna para destruir el tumor, y \u00e1cido zoledr\u00f3nico, un f\u00e1rmaco utilizado para tratar las met\u00e1stasis \u00f3seas.<\/p>\n

Seg\u00fan Marchi, este enfoque multidisciplinario permiti\u00f3 el desarrollo de una nueva metodolog\u00eda, descrita en un art\u00edculo publicado en 2022 en la revista Biomaterials Advances<\/em>, con la cual se obtuvo un vidrio con alta bioactividad y magnetizaci\u00f3n. Una ventaja de este material reside en la posibilidad de dosificar la tasa de entrega de agentes terap\u00e9uticos asociados al compuesto. \u201cPodemos modular la dosis de braquiterapia al momento de la implantaci\u00f3n de los vidrios bioactivos que poseen la propiedad radioactiva del holmio incorporado\u201d, explica. El proyecto, financiado por la FAPESP, se encuentra en la fase de pruebas in vitro<\/em>.<\/p>\n

Proyectos
\n1.<\/strong>\u00a0Desarrollo y caracterizaci\u00f3n de tejidos v\u00edtreos flexibles altamente bioactivos (n\u00ba 11\/22937-9<\/a>);\u00a0Modalidad<\/strong>\u00a0Beca doctoral;\u00a0Investigador responsable\u00a0<\/strong>Edgar Dutra Zanotto (UFSCar);\u00a0Beneficiaria<\/strong>\u00a0Marina Trevelin Souza;\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 168.950,29.
\n2.<\/strong>\u00a0Desarrollo de una metodolog\u00eda para la producci\u00f3n de vidrios bioactivos particulados de alta pureza a escala industrial (n\u00ba 15\/17175-3<\/a>);\u00a0Modalidad<\/strong>\u00a0Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe);\u00a0Investigador responsable<\/strong>\u00a0Marina Trevelin Souza (Vetra);\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 600.150,88.
\n3.<\/strong>\u00a0Cepiv \u2014 Centro de Ense\u00f1anza, Investigaci\u00f3n e Innovaci\u00f3n en Vidrios (n\u00ba 13\/07793-6<\/a>);\u00a0Modalidad<\/strong>\u00a0Centros de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n \u2014 Cepid;\u00a0Investigador responsable<\/strong>\u00a0Edgar Dutra Zanotto (UFSCar);\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 47.014.754,96 (para todos los proyectos).
\n4.<\/strong>\u00a0Desarrollo de un compuesto multifuncional inyectable para el tratamiento del c\u00e1ncer \u00f3seo por hipertermia y braquiterapia asociado a la reparaci\u00f3n \u00f3sea (n\u00ba 20\/00329-6<\/a>);\u00a0Modalidad<\/strong>\u00a0Ayuda de Investigaci\u00f3n \u2013 Regular;\u00a0Investigadora responsable<\/strong>\u00a0Juliana Marchi (UFABC);\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 166.899,74.
\n5.<\/strong>\u00a0Desarrollo de un bactericida (compuesto Putty) a base de biovidrio para su utilizaci\u00f3n como injerto \u00f3seo en pacientes afectados por osteomielitis (n\u00ba 20\/09584-9<\/a>);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe);\u00a0Investigadora responsable<\/strong>\u00a0Marina Trevelin Souza (Vetra);\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 107.174,35.
\n6.<\/strong>\u00a0Injertos absorbibles con propiedades bioactivas para reconstrucciones \u00f3seas complejas (n\u00ba 22\/11291-5<\/a>);\u00a0Modalidad<\/strong>\u00a0Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe);\u00a0Convenio<\/strong>\u00a0Finep Pipe\/Pappe Subvenci\u00f3n;\u00a0Investigador responsable<\/strong>\u00a0Diogo Ponte Lauda (Selaz);\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 763.130,20.
\n7.<\/strong>\u00a0Injertos absorbibles con propiedades bioactivas para reconstrucciones \u00f3seas complejas (n\u00b0 18\/22486-6<\/a>);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Investigaci\u00f3n Innovadora en Peque\u00f1as Empresas (Pipe);\u00a0Investigadora responsable\u00a0<\/strong>Karen Julie Santos Grancianinov Costa (Selaz);\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 1.437.209,97.<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos
\n<\/strong>SANTANA, G. L\u00a0et al.<\/em>\u00a0Smart bone graft composite for cancer therapy using magnetic hyperthermia<\/a>.\u00a0Materials<\/strong>. abr. 2022.
\nBORGES, R.\u00a0et al.<\/em>\u00a0Superparamagnetic and highly bioactive Spions\/bioactive glass nanocomposite and its potential application in magnetic hyperthermia<\/a>.\u00a0Biomaterials Advances<\/strong>. abr. 2022.<\/p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Cient\u00edficos desarrollan un material compuesto con potencial para eliminar c\u00e9lulas cancerosas y regenerar huesos","protected":false},"author":131,"featured_media":504824,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[],"coauthors":[440],"class_list":["post-504823","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/504823","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/131"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=504823"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/504823\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":504836,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/504823\/revisions\/504836"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/504824"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=504823"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=504823"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=504823"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=504823"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}