Un área de investigación crucial en la lucha contra el cáncer se centra en encontrar tratamientos seguros que sirvan como alternativas a la quimioterapia y la radioterapia, terapias que no solo atacan las células cancerosas, sino también las sanas, lo que puede disminuir la calidad de vida del paciente y provocar efectos secundarios severos.
¿Cómo lograrlo? Un equipo de científicos de la Universidad de Texas en Austin (UT) y la Universidad de Oporto (Portugal) ha desarrollado un material que convierte la luz infrarroja cercana (NIR, near-infrared light) en calor de manera más eficiente, económica y segura. Este material consiste en nanoláminas de óxido de estaño (SnOx nanoflakes) obtenidas a través de un método electroquímico a partir de sulfuro de estaño (SnS2), un material similar al grafeno.
Este descubrimiento, publicado en la revista ACS Nano, brinda nuevas esperanzas para el desarrollo de tratamientos médicos basados en calor localizado, como la terapia fototérmica. “Nuestro objetivo era crear un tratamiento que no solo fuera eficaz, sino también seguro y accesible”, comentó Jean Anne Incorvia, profesora en la UT del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática y una de las líderes del proyecto. “Con la combinación de luz LED y nanoláminas de SnOx, hemos desarrollado un método para atacar con precisión las células cancerosas sin afectar a las sanas”.
Una transformación controlada
El proceso que proponen los investigadores implica una “oxidación controlada” del SnS2, un material en forma de láminas atómicas que puede exfoliarse fácilmente debido a sus enlaces débiles entre capas. Mediante un procedimiento electroquímico en una solución acuosa de sulfato de sodio (Na2SO4), los científicos lograron una oxidación gradual que convierte el azufre en oxígeno, manteniendo la forma laminar del material original.
El resultado son nanoláminas de SnOx, cuya compleja arquitectura es fundamental para su rendimiento fototérmico. Según los investigadores, los materiales mixtos y defectuosos absorben la luz de manera más eficiente y disipan la energía en forma de calor, convirtiéndolos en excelentes candidatos para aplicaciones biomédicas que requieren un aumento localizado de temperatura.
Luz infrarroja segura y económica
Para evaluar la eficiencia térmica del nuevo material, el equipo desarrolló un sistema basado en diodos LED de infrarrojo cercano (NIR-LEDs) que emiten luz a 810 nanómetros, una longitud de onda segura para los tejidos biológicos. Este diseño permitió irradiar las muestras de forma controlada y reproducible, sin necesidad de equipos láser costosos o potencialmente peligrosos.
A diferencia de los sistemas láser tradicionales, los NIR-LEDs ofrecen una iluminación más homogénea y estable, disminuyendo el riesgo de sobrecalentamiento y requiriendo una inversión mínima. Todo el conjunto experimental, que puede irradiar hasta 24 muestras simultáneamente, tuvo un costo aproximado de 530 dólares, lo que lo convierte en una herramienta accesible y versátil para la investigación biomédica.
Hacia nuevas terapias fototérmicas
La terapia fototérmica se basa en calentar células cancerosas mediante agentes que absorben luz infrarroja y la convierten en calor, destruyendo los tejidos tumorales sin dañar los tejidos sanos circundantes. Los investigadores sugieren que las nanoláminas de SnOx podrían mejorar este tipo de tratamientos al ofrecer una mayor eficiencia térmica, biocompatibilidad potencial y un proceso de fabricación accesible.
Los resultados obtenidos hasta ahora con células cancerosas han sido prometedores. La UT informó que en solo 30 minutos de exposición, este método eliminó hasta el 92% de las células de cáncer de piel y el 50% de las células de cáncer colorrectal. Esto se logró sin efectos adversos en las células cutáneas sanas, lo que demuestra la seguridad y selectividad de este enfoque.
Aunque se requieren más estudios biológicos y clínicos, este avance muestra que es posible diseñar materiales inteligentes y asequibles para la medicina del futuro. “Nuestro objetivo final es que esta tecnología esté disponible para pacientes de todo el mundo, especialmente en lugares con acceso limitado a equipos especializados, con menos efectos secundarios y un costo menor”, afirmó un investigador de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Oporto.
“En el caso particular de los cánceres de piel, prevemos que algún día el tratamiento pueda trasladarse del hospital al hogar del paciente. Se podría colocar un dispositivo portátil sobre la piel después de la cirugía para irradiar y destruir cualquier célula cancerosa restante, reduciendo así el riesgo de recurrencia», añadió el investigador.