Nanopartículas de salvado de arroz combaten el cáncer

Científicos descubren que las nanopartículas derivadas del salvado de arroz son eficaces y seguras para el tratamiento del cáncer.

Por la Universidad de Ciencias de Tokio

Varios tipos de terapias convencionales contra el cáncer, como la radioterapia o la quimioterapia, destruyen las células sanas junto con las cancerosas. En etapas avanzadas del cáncer, la pérdida de tejido debido a estos tratamientos oncológicos puede ser grave e incluso fatal.

Las terapias contra el cáncer de vanguardia que emplean nanopartículas pueden atacar específicamente las células cancerosas, y preservar así el tejido sano. Estudios recientes han demostrado que las nanopartículas de origen vegetal (pdNP) que tienen efectos terapéuticos pueden ser una alternativa eficaz a los tratamientos tradicionales contra el cáncer. Sin embargo, hasta la fecha no se han aprobado ninguna pdNP como agentes terapéuticos contra el cáncer.

El salvado de arroz es un subproducto generado durante el proceso de refinado de este cereal que tiene una utilidad limitada y escaso valor comercial; en realidad es la capa exterior del grano de arroz integral. Durante el proceso de refinamiento del arroz para producir arroz blanco, se elimina esta capa. Sin embargo, contiene varios compuestos con propiedades anticancerígenas, como el γ-orizanol y el γ-tocotrienol.

Para explorar estas propiedades terapéuticas del salvado de arroz, un equipo de investigadores dirigido por el profesor Makiya Nishikawa, de la Universidad de Ciencias de Tokio (TUS), en Japón, ha desarrollado nanopartículas a partir de salvado de arroz y ha probado su eficacia en modelos de ratón. Los resultados del estudio aparecen publicados en el Journal of Nanobiotechnology.

Evaluados los efectos anticancerígenos de las nanopartículas derivadas del salvado de arroz.

"En los últimos años, se está desarrollando un número cada vez mayor de nuevas modalidades de medicamentos. Al mismo tiempo, los costes de desarrollo asociados con las nuevas terapias han aumentado drásticamente, lo que ha contribuido a engrosar los gastos médicos—dice Nishikawa. Y añade—: Para abordar este problema, utilizamos salvado de arroz, un residuo industrial con propiedades anticancerígenas, para desarrollar nanopartículas".

El estudio evaluó los efectos anticancerígenos de las nanopartículas derivadas del salvado de arroz (rbNPs), que se obtuvieron procesando y purificando una suspensión de salvado de arroz Koshihikari —la variedad de arroz más popular cultivada en Japón— en agua. Cuando se trató una línea celular cancerosa llamada colon26 con rbNPs, se detuvo la división celular y se indujo la muerte celular programada, lo que indica fuertes efectos anticancerígenos de las nanopartículas.

La actividad anticancerígena observada de las rbNPs puede atribuirse al γ-tocotrienol y al γ-orizanol, que son fácilmente absorbidos por las células cancerosas, lo que provoca la detención del ciclo celular y la muerte celular programada o apoptosis. Además, las rbNPs redujeron la expresión de proteínas como la β-catenina, una proteína asociada a la vía de señalización Wnt que interviene en la proliferación celular); y la ciclina D1, conocida por favorecer la recurrencia del cáncer y la metástasis. Pero esto no es todo, ya que las rbNPs redujeron la expresión de β-catenina solo en las células de colon26 sin afectar a las células no cancerosas.

Una preocupación clave en el contexto de las pdNPs es su baja actividad farmacológica en comparación con los productos farmacéuticos. Sin embargo, las rbNPs mostraron una mayor actividad anticancerígena que el DOXIL®, una formulación farmacéutica liposomal de doxorrubicina. El DOXIL® se usa solo o combinado con otros medicamentos para el tratamiento de ciertos tipos de cáncer de ovario, sarcoma de Kaposi relacionado con el SIDA y el mieloma múltiple.

Las rbNs inhibieron de forma significativa el crecimiento metastásico de células del cáncer de piel en ratones.

“Además, la doxorrubicina es citotóxica, tanto para las células cancerosas como para las sanas, mientras que las rbNPs son específicamente citotóxicas para las células cancerosas, lo que sugiere que las rbNPs son más seguras que la doxorrubicina", destaca Nishikawa.

Para confirmar las propiedades anticancerígenas de las rbNPs en un organismo vivo, los investigadores inyectaron rbNP en ratones que padecían un adenocarcinoma agresivo en su cavidad peritoneal, esto es, el espacio dentro del abdomen, limitado por membranas delgadas, que contiene los intestinos, el estómago y el hígado.

Observaron una supresión significativa del crecimiento tumoral sin efectos adversos en los ratones. Es más, las rbNPs inhibieron de forma significativa el crecimiento metastásico de células de melanoma murino B16-BL6 en un modelo de ratón con metástasis pulmonar.

El salvado de arroz posee varios atributos que lo convierten en una excelente fuente de pdNPs terapéuticas. En primer lugar, es económico en comparación con muchas otras fuentes de pdNPs. Casi el 40% del salvado de arroz se desecha en Japón, lo que proporciona una fuente de materia prima fácilmente disponible. En segundo lugar, la eficacia de la preparación de las rbNPs es superior a la de las pdNPs descritas anteriormente. Además de ser prácticas y seguras como terapia contra el cáncer, las propiedades fisicoquímicas de las rbNPs son muy estables.

Efecto anticancerígeno de las nanopartículas derivadas del salvado de arroz (rbNP) en un modelo de ratón. Crédito: Prof. Nishikawa from TUS, Japan

Sin embargo, antes de realizar ensayos clínicos en humanos, deben investigarse algunos parámetros, como el establecimiento de tecnologías de separación a nivel farmacéutico, la evaluación de los parámetros de control del proceso de producción y la evaluación de la eficacia y la seguridad en líneas celulares de cáncer humano y modelos animales de xenoinjerto.

En conclusión, el salvado de arroz, un residuo agrícola, es una fuente de pdNPs terapéuticas asequibles, eficaces y seguras, y tiene potencial para revolucionar el tratamiento del cáncer en el futuro.

"Al establecer un método de fabricación de nanopartículas de salvado de arroz de calidad estable y confirmar su seguridad y eficacia, podemos desarrollar fármacos para el tratamiento del cáncer que sean sostenibles, ecológicos y asequibles. En consecuencia, podríamos ayudar a más enfermos de cáncer a mantener una buena salud física y mental tras el tratamiento", explica Nishikawa.

• Información facilitada por la Universidad de Ciencias de Tokio -Adaptación: Enrique Coperías / Rexmolón Producciones

• Fuente: Daisuke Sasaki, Hinako Suzuki, Kosuke Kusamori, Shoko Itakura, Hiroaki Todo & Makiya Nishikawa. Development of rice bran-derived nanoparticles with excellent anti-cancer activity and their application for peritoneal dissemination. Journal of Nanobiotechnology (2024). DOI:10.1186/s12951-024-02381-z