Este dispositivo es capaz de eliminar las células tumorales cerebrales agresivas

Una herramienta biomédica que engaña tumores cerebrales agresivos como el glioblastoma, para que migren a un contenedor externo en lugar de a través del cerebro, ha sido designada como un "Dispositivo de Avance" por la Administración de Drogas y Alimentos de EE.UU. (FDA).

Apodado Tumor Monorail, el dispositivo imita las propiedades físicas de la materia blanca del cerebro para atraer a los tumores agresivos a migrar hacia el exterior del cerebro, donde se pueden recolectar y eliminar las células migratorias. El propósito del dispositivo no es destruir el tumor, sino detener su propagación letal, lo que hace que la enfermedad sea más una condición para controlarla, que una sentencia de muerte.

Las designaciones de vanguardia de la FDA apuntan a acelerar el desarrollo y la revisión de medicamentos, diagnósticos y dispositivos destinados a situaciones potencialmente mortales o irreversiblemente debilitantes. Si bien la designación no significa que el dispositivo haya sido aprobado para uso clínico, proporciona una asociación con la FDA que puede acelerar el desarrollo, la evaluación y la revisión.

El Tumor Monorail apareció en los titulares por primera vez en 2014 en un estudio exploratorio inicial publicado en Nature Materials y dirigido por investigadores de Georgia Tech y la Universidad de Emory que mostraron que el concepto era efectivo en modelos de rata. Un dispositivo prototipo logró engañar a las células de glioblastoma, lo que las llevó a migrar hacia un depósito lleno de un gel tóxico. El resultado fue que la propagación de los tumores se desaceleró y se redujo en más del 90 por ciento.

"Esta fue la primera demostración de que puede diseñar la migración dentro del cuerpo y mover un tumor del punto A al punto B por diseño", dijo Ravi Bellamkonda, el Decano Vinik de la Escuela de Ingeniería de Pratt en la Universidad de Duke, quien comenzó la investigación mientras en Georgia Tech. "También fue la primera demostración de llevar el tumor a su medicamento en lugar de que su medicamento entrara al cerebro y matara células valiosas".

El dispositivo funciona imitando las estructuras físicas de la materia blanca del cerebro donde viaja a través de una abertura estrecha que conecta los hemisferios izquierdo y derecho, una vía de crecimiento popular para el glioblastoma. No hay sustancias químicas o enzimas involucradas, y hay una gran variedad de materiales con los que se puede fabricar el dispositivo.

"El dispositivo de monorriel para tumores es un verdadero cambio en el modo en que pensamos sobre el tratamiento de los tumores cerebrales", dijo Barun Brahma, un neurocirujano de Children's Healthcare de Atlanta, que ha sido miembro del equipo de investigación desde el principio. "Hay muchos tumores que se consideran inoperables debido a la ubicación del tumor o la fragilidad del paciente. Este dispositivo brinda a los médicos la capacidad de tratar quirúrgicamente estos tumores con un enfoque mínimo".

Desde el estudio inicial, los resultados en ratas han sido reproducidos exitosamente varias veces por el grupo de investigación, que también ha estado ocupado escalando y rediseñando el dispositivo para uso humano potencial.

Debido a que el material en sí no es tan importante como su estructura física, los investigadores han intercambiado un material en su diseño que, según se sabe, dura mucho tiempo y es bien tolerado por el cuerpo humano. En su iteración actual, el dispositivo se asemeja a un tubo largo y delgado de catéter con un pequeño depósito en el extremo que se monta en la parte superior del cráneo debajo del cuero cabelludo. Los investigadores también han eliminado el gel tóxico contenido en el reservorio para simplificar la aprobación de la FDA.

"Lo más importante es que el tumor se está propagando de manera controlada a través de nuestro dispositivo a un reservorio y lejos del tumor madre, en lugar de a través del tejido cerebral sano", dijo Nassir Mokarram, miembro de la facultad de investigación del Departamento de Ingeniería Biomédica en la Universidad de Duke y líder del proyecto. "El gel tóxico dentro del reservorio parece jugar solo un papel secundario, aunque estudios preclínicos adicionales ayudarán a aclararlo. Simplemente al estar lejos del tumor madre, las células son más susceptibles a morir de todos modos, y un neurocirujano puede acceder al depósito para vaciarlo cuando sea necesario".

Los investigadores ahora están trabajando para probar que el dispositivo es seguro para pruebas en humanos, una tarea que es más fácil decirla que hacerla.

"La parte más emocionante de esta designación es que nos brinda la oportunidad de considerar a la FDA como un socio en lugar de un revisor", dijo Mokarram. "La tarea que tenemos ante nosotros es demostrar que el dispositivo no representa un riesgo para los pacientes humanos, lo cual es un proceso extremadamente complicado. Con acceso directo a los revisores de la FDA, podemos obtener comentarios más eficientes y rápidos sobre nuestras ideas experimentales para asegurarnos de estamos abordando todas sus preocupaciones desde el principio".

Con la ayuda de la FDA, el grupo de investigación espera consolidar sus planes experimentales en las próximas semanas para que puedan comenzar su próximo estudio lo antes posible. Están trabajando para obtener la aprobación de la FDA para los ensayos en humanos a finales de 2019.