NanoBright es un ambicioso proyecto internacional que utilizará la luz para estudiar y tratar tumores, lesiones cerebrales y epilepsia, entre otras patologías, mediante el empleo de tecnologías fotónica en intervenciones no invasivas. El proyecto se compone de un equipo multidisciplinar formado por físicos, nanotecnólogos, biólogos tumorales y neurocientíficos expertos en trastornos neuronales y está formado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). Estará coordinado por el Instituto Italiano di Tecnología (Italia) y contará con la participación de la Université Pierre et Marie Curie (Francia). Estará dotado con una financiación de 3.5 millones de euros, durante los próximos cuatro años.
El consorcio internacional que conforma el proyecto trabajará en desarrollar sondas nanométricas capaces de generar haces de luz ajustables cuyas propiedades físicas podrán analizar el estado químico y biológico de las células cerebrales. Por otra parte, los investigadores identificarán métodos diagnósticos y terapéuticos basados en estas tecnologías avanzadas desarrollando nuevas sondas biomédicas.
El desarrollo de la sonda se realizará mediante el uso de estructuras metálicas de dimensiones nanométricas (conocidas como estructuras plasmódicas), que actuarán como amplificadores de la señal de luz. Así, será posible estudiar, por ejemplo, el estrés oxidativo de las células nerviosas que ocurre después de lesiones cerebrales traumáticas o en caso de epilepsia. También permitirá analizar directamente las características moleculares de los tumores cerebrales, discriminando su tipo y capacidad invasiva sin la necesidad de realizar biopsias.
Estás mismas tecnologías se podrán emplear para aumentar localmente la temperatura del tejido e inducir, solo en el sitio del tumor, una mayor permeabilidad de la barrera hematoencefálica (que generalmente impide la administración de medicamentos en el cerebro), permitiendo el paso local de tratamientos anticancerígenos.
"En el Instituto Cajal nos centraremos en el uso de las sondas para el análisis del estrés oxidativo celular, tanto en el caso de la epilepsia como en las lesiones cerebrales traumáticas", explica la investigadora del CSIC Liset Menéndez de la Prisa, directora de la aplicación neurocientíficos del proyecto y experta en el estudio de la epilepsia.
"Las aplicaciones ópticas, como la optogenética, están revolucionando el estudio de las enfermedades neurológicas, pero se enfrentan a una importante limitación en su traslación clínica debido a la necesidad de modificar genéticamente la zona a intervenir para hacerla sensible a la luz. Con NanoBright buscamos explotar las propiedades naturales de la luz en su interacción con la materia sin necesidad de modificar el tejido neuronal. Esto supone un cambio radical de concepto", añade.
El Grupo de Metástasis Cerebrales del CNIO se encargará de la aplicación de estas sondas prototipo para discriminar entre los tumores primarios de cerebro o metastásicos, de muy diferente tratamiento, así como para usar la generación de luz para permeabilizar la barrera hematoencefálica selectivamente, favoreciendo así el acceso de medicamentos anti-tumorales.
Manuel Valiente, investigador que coordinará el trabajo en el CNIO, explica que: "El carácter innovador y arriesgado de la propuesta es muy estimulante. Gracias a esta financiación vamos a poder realizar un proyecto que no se enmarca propiamente entre nuestras líneas de investigación habituales pero que, junto al resto de expertos de campos científicos muy diversos y habitualmente no conectados, pueden sembrar las bases para el desarrollo de nuevos métodos de diagnóstico menos invasivos y de tratamientos que permitan un aumento exponencial del número de fármacos que puedan ser usados en pacientes con tumores cerebrales".
NanoBright avanzará en el diagnóstico a través de la interacción multidisciplinar de todos los equipos y permitirá testar nuevas estrategias de intervención basadas en una mejor comprensión de los mecanismos biológicos subyacentes a algunos trastornos y enfermedades neurológicas.