FACULTAD DE FARMACIA

UNIVERSIDAD COMPLUTENSE

TRABAJO FIN DE GRADO

Nanopartículas Magnéticas para Tratamiento y

Diagnóstico de Cáncer

Autor: Paula Ruiz Briones

D.N.I.: 05313921-R

Tutor: Dr. Daniel Arcos Navarrete

Convocatoria: Junio

1

1. RESUMEN

La nanotecnología aplicada en salud constituye uno de los mayores avances de los

últimos años. Las Nanopartículas Magnéticas (MNPs) se estudian actualmente como

potencial instrumento en aplicaciones biomédicas, especialmente en cáncer.

Los materiales ferro y ferrimagnéticos exhiben un comportamiento cooperativo que

determina que los spines se orienten en la misma dirección dentro de una sección del

material denominada dominio. Al reducir el material hasta tamaño nanométrico (menor

que un dominio) se observa el Superparamagnetismo. Las nanopartículas

superparamagnéticas tienen unas propiedades diferentes a las del mismo material en

volúmenes mayores, presentando características óptimas para aplicaciones biomédicas.

Estos nuevos dispositivos estarán formados por un núcleo metálico de magnetita o

maghemita, un recubrimiento orgánico o inorgánico y una funcionalización variable,

que dependerá de la aplicación de la nanopartícula.

Entre las nuevas aplicaciones desarrolladas en el campo de la oncología se pueden

destacar tres con gran prospectiva para su introducción en la práctica médica.

En primer lugar, el diagnóstico por Imagen de Resonancia Magnética Nuclear, donde

las MNPs funcionalizadas pueden actuar como contrastes dirigidos por su inherente

capacidad de modificar la señal emitida. En segundo lugar, el tratamiento por

hipertermia, actuando las MNPs como transmisores de calor para concentrar el aumento

de temperatura en una zona concreta sin afectar a tejidos sanos, y potenciando la

actividad de terapias convencionales. Por último, en la unión de fármacos y DNA o

RNA a la superficie de la partícula de forma que se puedan dirigir de forma selectiva a

un tumor por aplicación de un campo magnético externo.

Palabras clave: Nanopartículas, Superparamagnetismo, cáncer, MRI, hipertermia,

liberación de fármacos

2. INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES

La nanotecnología se reconoce actualmente como uno de los mayores avances del siglo

XXI. Múltiples campos de la ciencia y la industria buscan su desarrollo con el fin de

poder aplicarla en el día a día. Los dispositivos de tamaño nanométrico son aquellos

comprendidos en la escala entre 1 y 100 nm. Las nanopartículas (NPs) se sitúan en esta

escala de tamaño entre las moléculas y estructuras microscópicas, y tienen la

característica de poseer propiedades diferentes a las de los sólidos macroscópicos, aún

teniendo la misma composición química. En biomedicina se presentan como una

2

estrategia esperanzadora especialmente en el campo del diagnóstico, como agentes de

contraste y tratamiento de enfermedades como soporte de medicamentos y de nuevas

terapias.

2.2. Comportamiento magnético

El magnetismo es una propiedad de la materia que surge como consecuencia de la

existencia de partículas con masa y carga (ej.; electrones), que cuando giran, generan un

dipolo magnético (regiones donde el magnetismo aparece concentrado)1.

Los electrones girando en torno al núcleo son equivalentes a corrientes circulares o

elípticas dentro de las moléculas que generan sus propios campos magnéticos. En

función de las características electrónicas de un átomo se producen los diferentes

comportamientos magnéticos de un material: diamagnetismo, paramagnetismo,

ferromagnetismo, ferrimagnetismo y antiferromagnetismo.

Los materiales diamagnéticos son aquellos cuyos átomos presentan orbitales atómicos

completos. Sus momentos magnéticos están apareados ya que el giro de los spines se

compensa, resultando átomos magnéticamente neutros. Así, la susceptibilidad

magnética (propiedad que mide el grado de magnetización ante un campo magnético

externo aplicado) de estos materiales será ligeramente negativa, χ < 0, y un campo

magnético aplicado sobre ellos se verá repelido2.

Los demás comportamientos magnéticos se producen como consecuencia de existir

electrones desapareados en algún orbital atómico.

En los materiales paramagnéticos los electrones se orientan al aplicar un campo

magnético3. Esto se debe a que en presencia del campo magnético, los spines tienden a

orientarse en el estado de más baja energía, es decir, en la misma dirección que el

campo (χ > 0, χ <<1). Cuando el campo magnético se elimina, la agitación térmica

fuerza a los spines a orientarse de forma aleatoria, de forma que no hay comportamiento

magnético remanente4, 5.

Los materiales ferrimagnéticos son aquellos en los que se encuentran spines orientados

en el mismo sentido al campo y otros se orientan en sentido contrario al mismo. Sin

embargo los momentos magnéticos son de distinta magnitud y por ello el resultado es

una magnetización no nula. Los materiales ferromagnéticos también exhiben un fuerte

comportamiento magnético al ser sometidos a un campo magnético, y mantienen la

magnetización una vez retirado el campo. Esto se debe a que la estructura cristalina

permite una fuerte interacción entre los momentos magnéticos.

3

Los materiales ferri- y ferromagnéticos presentan un comportamiento magnético

cooperativo, con el fin de disminuir la energía magnetostática, que es la energía

potencial producida por el campo magnético externo.

Este comportamiento lleva a que los spines atómicos se alineen paralelamente en

“secciones” denominadas dominios magnéticos, que están separadas por regiones

denominadas paredes de Bloch. Dentro de cada dominio, los spines están alineados

paralelamente, pero el sentido de los spines es diferente entre dominios de forma que

todos ellos se compensan y el resultado de toda la masa de material es una

magnetización nula.

Los dominios cuentan con un tamaño concreto, entre uno y cientos de micrómetros6. Si

se reduce el tamaño de un material ferro o ferrimagnético hasta alcanzar este tamaño

crítico menor que un dominio, se estará generando un sistema monodominio. Este

cambio es fundamental, ya que aparece un nuevo comportamiento magnético, el

Superparamagnetismo. El comportamiento superparamagnético se define por poseer

una susceptibilidad magnética elevada, propia de materiales ferro y ferrimagnéticos,

pero con la característica de poder voltear los spines de forma aleatoria bajo la

influencia de la temperatura, propia del paramagnetismo.

Las Nanopartículas Superparamagnéticas presentan coercividad nula, es decir que el

campo magnético necesario que habría que aplicar a las partículas para lograr

desmagnetizarlas una vez alcanzada la magnetización de saturación (estado en el que

todos los dominios del material están orientados al mismo sentido), es cero (Imagen 1).

La consecuencia es que una vez que se retire el campo magnético aplicado no presentan

ninguna magnetización. Este hecho es fundamental, ya que implica que las

nanopartículas no van a tener actividad una vez introducidas in vivo hasta que se aplique

un campo magnético y que la actividad se eliminará cuando lo haga el campo4, 5

.

Estructura de las nanopartículas magnéticas. Magnetita y Maghemita

Imagen 1. A) Las NPs

Superparamagnéticas, son monodominio, y

todos los spines se orientan en una misma

dirección. Al retirar el campo magnético Z

se produce una pérdida de magnetización.

B) En partículas de materiales ferri o

ferromagnéticos se observa comportamiento

cooperativo, y los spines dentro de los

dominios se orientan en la misma dirección.

Presentan coercividad No nula, y por tanto

mantienen el magnetismo aunque se retire el

campo magnético Z (imagen propia)

Aplicando Z

Aplicando Z

Al retirar Z

Al retirar Z

B)

A)

4

Las nanopartículas para aplicaciones biomédicas tienen una estructura básica

constituida generalmente por un núcleo metálico, una cubierta o recubrimiento y grupos

de funcionalización con diferente actividad (Imagen 2).

Los materiales que se utilizan para sintetizar el núcleo en biomedicina son la magnetita

(Fe3O4) y el producto de oxidación, la maghemita (γ-Fe2O3). Aunque existen otros

materiales con buenas propiedades magnéticas, magnetita y maghemita son los únicos

materiales biocompatibles, además de que presentan mayor estabilidad a la oxidación

(punto especialmente importante por la elevada superficie que presentan las

nanopartículas). Magnetita y maghemita son materiales ferrimagnéticos cuando se

encuentran en tamaños mayores de los nanométricos, exhibiendo la maghemita peores

propiedades magnéticas.

Como se ha comentado anteriormente, es necesario un tamaño determinado en las

nanopartículas para obtener un comportamiento superparamagnético. Además, hay que

considerar el comportamiento de las partículas in vivo. Partículas menores de 10 nm de

diámetro son aclaradas por el riñón de forma rápida al ser administradas, reduciendo la

vida media plasmática. Sin embargo, este tamaño no debe exceder de 100 nm, ya que

podría producirse una embolia, o bien ser captadas de forma inespecífica por el sistema

reticuloendotelial (RES, por su acrónimo en inglés) y depurado a nivel esplénico4, 5, 6,7

.

En general, partículas entre 10 nm y 100 nm8 son las que mejor compromiso tienen

entre vida media y capacidad para circular por vasos pequeños.

Por otro lado, el tamaño de partícula va a condicionar la utilidad terapéutica. De esta

forma, nanopartículas de tamaño superior a 50 nm (Nanopartículas súper

paramagnéticas de hierro, SPIONS por sus siglas en inglés), tienen una menor vida

plasmática, y son menos útiles para alcanzar el Sistema Nervioso Central (SNC) y

pequeños vasos. Partículas menores de 50 nm (Nanopartículas súper paramagnéticas

ultra pequeñas de hierro, o USPIONS, siglas en inglés)6, tienen capacidad para alcanzar

el SNC y pequeños vasos, como los renales, pudiendo usarse como contrastes de

resonancia magnética nuclear inocuos en afecciones de riñón7

Por último respecto al tamaño, es recomendable comentar que la disminución del

tamaño de partícula influye negativamente en el comportamiento magnético de la

misma, de forma que se reduce la magnetización de saturación respecto al mismo

material y mismo campo aplicado en partículas de tamaño mayor. Esto se debe a que la

curvatura de la superficie en partículas de este tamaño es muy elevada, lo que hace que

5

los spines de la superficie no sean completamente colineares y por tanto se reduzca la

magnetización total9.

Producción de Nanopartículas magnéticas (MNPs). Síntesis, recubrimientos y

funcionalización

La síntesis y preparación de MNPs constituye uno de los mayores retos para la inclusión

de esta tecnología, debido principalmente a los requerimientos del producto final.

Existen varias técnicas, que en general surgen de fundamentos sencillos, pero que deben

ser ajustadas en todos sus parámetros milimétricamente, ya que determinarán factores

clave tales como el tamaño de partícula, la dispersión de tamaños, la forma más o

menos esférica, la naturaleza del recubrimiento o su estabilidad en medios acuosos10

.

En la Tabla 1 se describen algunos métodos utilizados para la síntesis de nanopartículas

de hierro superparamagnético, siendo la más común la co-precipitación

Una vez obtenido el núcleo magnético, habrá que recubrirlo con un material adecuado.

La finalidad del recubrimiento es diversa. Algunas muy relevantes se describen a

continuación11, 12

:

TÉCNICA [TAMAÑO

OBTENIDO] FUNDAMENTO VENTAJAS DESVENTAJAS

Co-precipitación

[8-100nm]

Hidrólisis de iones de hierro en

atmósfera inerte previamente

disueltos en agua, pH= [8-14]

Fe2+

+2Fe3+

+OH- Fe3O4 + 4H2O

Ox. 2H+

Fe2O3 + Fe2+

+ H2O

Reactivos baratos

Condiciones suaves

Síntesis directa en medio

acuoso

Facilidad para la

modificación de la

superficie de la NP

Gran cantidad de

parámetros a

controlar

Produce poblaciones

polidispersas de NPs

Microemulsión

[2-80nm]

Mezcla de dos microemulsiones:

I) Micelas reversas conteniendo

sales de hierro (FeCl2, FeCl3)

II) Micelas conteniendo bases de

Bronsted (NH4OH, NaOH)

Resultado: Hidróxidos de

hierrocalentamiento suave

magnetita y maghemita

Poblaciones

monodispersas

Las bases orgánicas sirven

como recubrimiento

posterior

Método barato y

reproducible

Complejidad del

manejo de micelas

reversas

El crecimiento de

Ostwald no puede

evitarse una vez

formadas las NPs

Solidificación de

soluciones

Soluciones de Tetraetilenglicol

(TEG)+ Acetato férrico TEG

actúa como solvente, reductor a

Fe2+

y controla el tamaño de

partícula

Recubrimiento de alcohol

hidrofílicodispersión en

H2O

Estructura cristalina

ordenada que favorece las

propiedades magnéticas

Temperaturas

elevadas

Sistemas mediados por

aerosoles

[5-60nm]

Sales de hierro disueltas que se

nebulizan por distintos métodos

sobre un reactor que evapora el

solvente, precipitando sólidos

secos

Distribución de tamaños

estrecha

Proceso continuo

Dificultad para

optimizar el proceso

y obtener las

características

adecuadas

Tabla 1. Técnicas de síntesis de NPs de hierro superparamagnéticas y sus principales ventajas y desventajas6, 10

6

1) Limita las interacciones interparticulares (Van der Waals, electrostáticas, dipolos

magnéticos…) que producen aglomerados de tamaños micrométricos generando

poblaciones polidispersas e invalidando el ferrofluído para su actividad in vivo.

2) Evita o retarda el reconocimiento por el Sistema Reticuloendotelial (RES) que

eliminaría las NPs de la circulación antes de hacer su función.

3) Protege al núcleo metálico de la oxidación debida a la gran relación entre la

superficie y masa de las NPs.

Para aplicaciones biomédicas los materiales más comúnmente utilizados son los

siguientes:

Recubrimientos inorgánicos

Sílice y organosílice. Proporcionan estabilidad en medio acuoso y evitan la

agregación (disminuyen las interacciones dipolares y aumentan las electrostáticas al

cargarse negativamente a pH fisiológico).Al sintetizarse (por distintas vías, siendo la

más común la llamada sol-gel) se producen poros en la estructura que permite atrapar

fármacos, unión estabilizada por la existencia de grupos –OH. El inconveniente es que

los enlaces que forma son fuertes (covalentes) pudiendo dificultar la desorción de la

superficie de la partícula.9

Oro. Gran estabilidad química por su baja reactividad, además que permite la

funcionalización mediante adición de moléculas con grupos tiol. Protege peor frente la

aglomeración, y debido a su baja reactividad a veces es complejo unirlo a la superficie

del núcleo de óxido de hierro 8, 12

.

Recubrimientos orgánicos6

Tienen la ventaja de poder incorporarse a la superficie de la NP in situ en el mismo

proceso de síntesis, evitando en este caso el crecimiento de Ostwald en los reactores. Su

principal ventaja es que presentan numerosos grupos funcionales para interaccionar con

el núcleo metálico. Se caracterizan por tener gran biocompatibilidad.

Dextrano. Polímero natural formado de uniones de α-D-glucopiranosil. Se une al

núcleo metálico por interacciones débiles: enlaces de Hidrógeno, fuerzas de Van der

Waals y electrostáticas. Suele incorporarse durante la síntesis un cross-linker que haga

más rígida la estructura del dextrano para evitar que se separe del núcleo.

Polietilenglicol (PEG). Polímero hidrófilo que estabiliza de forma muy eficiente

en medio acuoso. Aumenta considerablemente la semivida en circulación por evitar la

opsonización. Puede combinarse con silanos o añadir grupos carboxilos y aminos que

favorezcan la posterior funcionalización.

7

Una vez recubierta la partícula se puede dar un paso más, que consiste en la

funcionalización de la partícula. Si no se añade nada más a la superficie, las partículas

van a distribuirse de forma pasiva cuando se introduzcan in vitro, llegando a los lechos

vasculares que reciben mayor irrigación de forma fisiológica, y posteriormente a

órganos del RES al captar los macrófagos las nanopartículas. Las principales estrategias

de funcionalización se describirán en las correspondientes aplicaciones biomédicas.

3. OBJETIVOS

El presente trabajo tiene el objetivo de revisar de forma bibliográfica las bases de

nuevas estrategias para el diagnóstico y tratamiento de cáncer mediante el uso de

nanopartículas magnéticas de óxidos de hierro. Se estudian los fundamentos físico-

químicos de estos dispositivos y de las técnicas necesarias para su aplicación en el

diagnóstico por resonancia magnética nuclear, y de la terapéutica en las aplicaciones de

hipertermia y liberación de fármacos. Se exponen ejemplos de investigaciones

publicadas en ambas aplicaciones biomédicas.

4. METODOLOGÍA

Se ha realizado una investigación bibliográfica de artículos publicados en revistas

científicas, obtenidos a través de las bases informáticas PubMed y Google Scholar, así

como información proporcionada por el tutor, el Dr. Arcos Navarrete. Se han

consultado libros en formato electrónico, a partir de la aplicación Google Books y en

papel, obtenidos de la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid.

La información electrónica se organizó mediante la aplicación Mendeley Desktop.

Imagen 2. Esquema de la estructura

básica de una MNP. (Imagen propia)

Fármaco

Anticuerpo dirigido frente a un

antígeno celular

Cubierta orgánica o inorgánica

Núcleo metálico de

maghemita o magnetita

8

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

5.1. Aplicaciones biomédicas de las Nanopartículas Magnéticas

Las NPs de óxidos de hierro superparamagnéticas están autorizadas para el tratamiento

de la anemia ferropénica en varios países europeos y en Estados Unidos.

Experimentalmente se comprobó que tras la administración de estos fármacos se

producía un aumento del contraste en Imágenes por Resonancia Magnética nuclear

visualizándose claramente macrófagos y territorios vasculares en los que se

acumulasen13

. Desarrollando esta idea se han hecho múltiples investigaciones para

demostrar su eficacia y seguridad en nuevas aplicaciones: diagnóstico mediante Imagen

por Resonancia Magnética (MRI) y terapéutica, mediante hipertermia, liberación de

fármacos y magnetofección ya que son nanosistemas fácilmente modificables, con lo

que permiten un gran abanico de posibilidades, y con un perfil de seguridad en principio

favorable. Se trata de estudios relativamente recientes, y será necesario continuar con

ellos para poder demostrar posibles mecanismos de toxicidad, ya que aparentemente tras

la administración de MNPs aumenta el daño oxidativo y puede verse interferida la

proliferación celular de tejidos sanos14

. A continuación se explican algunas de las

aplicaciones biomédicas que se investigan en la actualidad.

5.2. Diagnóstico de cáncer mediante Imagen por Resonancia Magnética (MRI).

Nanopartículas Magnéticas como agentes de contraste.

5.2.1. Introducción al diagnóstico por MRI y breve fundamento de la técnica.

El diagnóstico por MRI supone uno de los grandes avances de la medicina en los

últimos años. Permite diferenciar tejidos patológicos de fisiológicos por su composición

a nivel molecular11

. Su principal ventaja: es un método no invasivo que produce

imágenes de resolución cercana a la microscópica9.

Para obtener las imágenes por resonancia magnética es necesario en primer lugar aplicar

un campo magnético, ya que en ausencia del campo los spines atómicos estarán

orientados al azar. El núcleo atómico que se mide en los estudios por MRI es el núcleo

de hidrógeno. Los spines tienden a orientarse en función del campo aplicado,

consiguiendo un vector de magnetización neto M, que está en equilibrio y no va a

producir resonancia. Para obtener resonancia será necesario excitar los spines. Para ello,

se va a aplicar un pulso de radiofrecuencia que consigue donar energía a los spines, de

forma que pasan a la posición antiparalela respecto del campo, menos favorable

energéticamente. Al acabar el pulso de radiofrecuencia, se va a liberar la energía en

9

forma de fotones, produciéndose el fenómeno de relajación, volviendo los spines a su

estado de menor energía (paralela al campo magnético) 15

.

Es precisamente este tiempo de relajación el parámetro que se monitoriza y que

posteriormente resulta en una imagen de resonancia magnética. Los tiempos de

relajación pueden ser varios, T1 (tiempo de relajación longitudinal) y T2 (tiempo de

relajación transversal). La acumulación de MNPs en los tejidos varía estos tiempos,

especialmente T2, aumentando el contraste y produciendo una mejor visualización de

las estructuras tisulares16

.

5.2.2. Nanopartículas magnéticas como agentes de contraste

Los agentes de contraste magnéticos comúnmente utilizados se basan en complejos de

Gadolinio (Gd). Este es un contraste de tipo T1, ya que acorta el tiempo de relajación

longitudinal de los protones del entorno. El resultado es una imagen brillante en MRI

(contraste positivo).

Los nuevos contrastes radiológicos basados en MNPs se han introducido como una

alternativa a los compuestos de Gd. La magnetita y maghemita son óxidos de hierro con

capacidad inherente de mejorar el contraste en MRI17

. Estos contrastes son de tipo T2 e

inducen un contraste más oscuro o hipointenso (contrastes negativos) que los T19, 18

.

Los contrastes a base de USPIONS presentan un aclaramiento bajo y una internalización

mayor comparados con los contrastes de Gd, por lo que presentan propiedades

biofarmacéuticas más apropiadas para realizar estudios por imagen12

. De hecho,

permiten observar lesiones que no son visibles con Gd (Imagen 3). Esto puede deberse a

que las USPIONS se van acumulando en células fagocíticas que no captan los

complejos de Gd, y permanecen hasta ser degradadas. De esta forma, lesiones que estén

acompañadas de mayor reacción inflamatoria exhibirán mayor señal de MRI con

contrastes de USPIONS, y se podrán diferenciar partes de las lesiones en función del

grado de inflamación que presenten7.

Imagen 3. Estudio por MRI de un paciente tras

infarto cerebral. En la imagen izquierda (a) no

se aplicó contraste y no se visualiza ningún

tejido anormal. En el centro (b) se aplicó

contraste a base de Gd sin observarse un

cambio significativo en la imagen. A la derecha

(c) se aplicó contraste a base de USPIONS

(ferumoxtran-10), observándose una imagen

que refleja un estado inflamatorio. Adaptado

de Neuwelt E y cols7.

10

Además los contrastes a base de MNPs de óxidos de hierro son mucho menos tóxicos al

no acumularse a nivel orgánico. Las nanopartículas van a ser captadas por macrófagos

(antes o después en función del tamaño y el recubrimiento de la partícula) mediante

fagocitosis. Después serán metabolizadas por los lisosomas, degradándose la cubierta

no metálica y quedando el núcleo de óxido de hierro. En los lisosomas se va a producir

hierro libre, que se destinará posteriormente a las reservas fisiológicas, aumentando la

concentración plasmática de hierro y ferritina11

.

5.2.3. Nanopartículas de hierro superparamagnéticas en diagnóstico de cáncer

Las nanopartículas de hierro superparamagnéticas se presentan como una nueva

generación de contrastes especialmente indicados en el diagnóstico de cáncer. En este

sentido, se han realizado numerosas investigaciones a lo largo de los últimos años.

Vectorización pasiva

La vectorización pasiva consiste en la distribución de las MNPs sin ningún mecanismo

que las dirija intencionadamente a un tejido concreto, únicamente aprovechando las

características fisiopatológicas del organismo en el que se introducen. En el caso de los

tumores existen dos mecanismos que contribuyen a la distribución selectiva.

En primer lugar, el Efecto EPR (o Efecto de Permeabilidad y Retención Aumentada, por

sus siglas en inglés) que consiste en la extravasación y retención en tumores de

componentes circulantes que en otros tejidos sanos no ocurre. El motivo de este efecto

reside en que los tumores tienen una tasa de crecimiento muy elevada y tienen unos

altos requerimientos nutricionales. Por ello, estimulan la formación de vasos sanguíneos

a un ritmo que no permite una organización celular adecuada del endotelio vascular,

generando espacios intercelulares amplios por los que escapan compuestos circulantes.

Las nanopartículas son capaces de atravesar estos espacios o fenestraciones y alcanzan

y se retienen en los tumores en mayor medida que en tejidos sanos.

En segundo lugar, se pueden aprovechar las características fisiológicas de los órganos

para llegar a ellos. Tal es el caso del hígado y bazo. Una de sus funciones principales

consiste en detoxificar el organismo. El sistema reticuloendotelial (RES), formado por

células fagocíticas circulantes, va a captar todas aquellas partículas, sustancias, etc. que

sean consideradas como extrañas, dirigiéndolas a estos órganos. Las MNPs no cubiertas

con un recubrimiento adecuado (PEG, dextrano) serán captadas por este sistema y

retiradas de circulación antes de los 6 minutos11

. Posteriormente serán conducidas a

11

hígado y bazo (y otros tejidos fisiológica o patológicamente ricos en macrófagos, como

placas de ateroesclerosis), donde son capaces de detectar tumores desde 2 mm de

tamaño 12

.

Un caso concreto de vectorización pasiva es el reconocimiento de metástasis en nódulos

linfáticos, aspecto especialmente relevante en casos de cánceres muy invasivos, como el

de colon o mama. Para ello, se realiza un primer estudio por MRI sin contraste en el que

se localiza la posición de los nódulos linfáticos. A continuación se inyecta de forma

sistémica el contraste a base de USPIONS. Las partículas menores de 10 nm de

diámetro alcanzan los vasos linfáticos por paso transcapilar diecto. En el parénquima

linfático serán captadas por células fagocíticas, observándose en la imagen de MRI un

descenso de la señal T2. Si los nódulos están ocupados por células cancerosas no se

observará este descenso, ya que dichas células no tienen capacidad para fagocitar las

USPIONS6.

Vectorización activa

Como se ha comentado, al administrar de forma sistémica el contraste las USPIONS

que lo constituyen serán rápidamente dirigidas a hígado, bazo y tejidos ricos en

macrófagos. Sin embargo, en ocasiones es necesario que el contraste se dirija a un lecho

vascular concreto, que puede estar muy blindado al paso de sustancias, o simplemente

para aumentar la eficiencia del contraste. Existen distintas estrategias de vectorización

activa.

Uno de los agentes de vectorización más estudiado son los anticuerpos. Las USPIONS

funcionalizadas de esta forma se distribuirán por el organismo escapando del RES y

cuando lleguen al tejido en el que se expresa la secuencia para la que el anticuerpo es

complementario, quedarán retenidas y probablemente internalizadas en dicho tejido.

Los tumores presentan una característica fundamental, y es que sobreexpresan proteínas

de membrana y receptores para los que se pueden diseñar anticuerpos específicos.

Siguiendo este método, Kievit F.M. y cols.17

diseñaron USPIONS funcionalizadas con

un anticuerpo frente al receptor transmembrana HER2/neu, sobreexpresado en cánceres

de mama y cerebro y cuya presencia determina un peor pronóstico por la agresividad y

resistencia a la quimioterapia. En este estudio se compararon las USPIONS

funcionalizadas con el Anticuerpo Anti-neu, frente a USPIONS-IgG (inmunoglobulina

inespecífica), además de USPIONS no funcionalizadas. El resultado fue claro: el

descenso en T2 significativo pre y post contraste sólo se observó en el caso de las

12

USPIONS-antineu, confirmando que la mayor eficiencia del contraste no se debe a los

cambios fisicoquímicos inducidos por la unión de un anticuerpo, si no por la

especificidad que el anticuerpo confiere a la nanopartícula para unirse e internalizarse

en las células tumorales. También Hadjipanayis C. y col 18

estudiaron el diagnóstico de

Glioblastoma Multiforme (GBM), caracterizado por la expresión del receptor del factor

de crecimiento epidérmico variante III (EGFRvIII). Se trata de un receptor

transmembrana con una tirosina-kinasa mutada que determina resistencia a quimio y

radioterapia y aumenta la capacidad tumorigénica. Las USPIONS- EGFRvIIIab

demostraron eficacia tanto in vivo como in vitro, generando en ambos casos un descenso

en T2 significativo que se tradujo en una mejor visualización del GBM respecto a las

células a las que no se le aplicó el contraste. Otro ejemplo es el llevado a cabo por Chen

Y. y cols.19

en el que se conjugó un anticuerpo anti-CD133 a USPIONS, marcador

propio de células madre tumorales responsables en muchos casos de la proliferación

tumoral en cáncer de colon y cerebro, demostrando una disminución significativa del T2

con una única administración de contraste a las 24 horas de la inyección.

Otra forma de alcanzar específicamente los tumores consiste en aprovechar las

características del microambiente producido por estas células. Algunos estudios

muestran que con recubrimientos pH-dependientes se pueden generar nanopartículas

que queden retenidas en la superficie tumoral. El pH que rodea al tumor es ligeramente

ácido respecto al pH fisiológico, debido al metabolismo reductor que acompaña la

elevada tasa de crecimiento tumoral. Se han probado polímeros que contienen grupos

amino que al pH del microambiente celular se protonan y hacen que la nanopartícula sea

atraída a la superficie tumoral, que es ligeramente negativa. Con esta técnica puede

llegar a observarse un descenso de hasta un 50% en la señal T28.

Por otro lado, los tumores tienen altos requerimientos nutricionales, de forma que van a

sobreexpresar receptores que les permitan captar de la circulación la mayor cantidad

posible de nutrientes. Esta característica puede aprovecharse para el diagnóstico por

MRI, ya que si se conjuga alguno de estos nutrientes (ácido fólico, hierro, por ejemplo)

a la superficie de la nanopartícula, las células tumorales tenderán a internalizarlas, y

quedarán retenidas mostrando mayor contraste respecto a las células normales que no

sobreexpresan los receptores. Un ejemplo de este tipo de vectorización es el estudio de

Jiang W. y cols20

.en el que funcionalizaron USPIONS con transferrina. Algunos

tumores de mama, cerebro y ovario sobreexpresan los receptores de transferrina con el

fin de optimizar su crecimiento, de forma que al unir tranferrina a las USPIONS los

13

tumores aparecieron entre un 35 y un 65% más hipointensos respecto al ensayo con

nanopartículas no funcionalizadas.

5.3. Nuevos avances en el tratamiento de cáncer con Nanopartículas magnéticas

5.3.1. Hipertermia para tratamiento de cáncer

El tratamiento por hipertermia se conoce desde hace años, y se induce de forma

tradicional con ultrasonidos, microondas, radiación infrarroja o cámaras de agua

caliente. Estos métodos presentan el inconveniente de no ser capaces de alcanzar

temperaturas suficientemente elevadas en los tumores, además de aplicarse de forma

general sobre el organismo. Las MNPs actúan como transmisores del calor a zonas

concretas, consiguiendo un aumento de la temperatura de forma local. Así, se puede

aumentar la temperatura de una zona corporal de forma limitada evitando efectos

adversos en tejidos sanos21. Además, permiten mantener dosis de quimio y radioterapia

tolerables para el paciente, pero aumentando su efectividad de forma notable22,

observándose diferentes comportamientos en función del fármaco citotóxico (Diagrama

1) 23

El fundamento físico-químico de la hipertermia se basa en que al aplicar un campo

magnético de corriente alterna (ACMF, por sus siglas en inglés) las nanopartículas

tienen la capacidad de generar calor. Tras aplicar el ACMF los spines de los átomos

sufrirán el proceso de magnetización reversa, en la que se liberará energía en forma de

fotones a las zonas próximas a donde se encuentran las MNPs, resultando en un

aumento de la temperatura22

El proceso de relajación será diferente en función del tamaño de la partícula. Los

momentos magnéticos de partículas monodominio en el rango nanométrico pueden

reorientarse de dos formas: (i) mediante relajación de Néel o bien (ii) mediante

relajación de Brown. En partículas menores de 15 nm prevalece la relajación de Néel.

Aumento lineal de citotoxicidad con la

temperatura

•nitrosoureas

•cisplatino

•mitomicina C

Aumento o disminución de

citotoxicdad en función del tipo celular

•adriamicina

•bleomicina

•actinomicina

Citotoxicidad que aparece sólo cuando se aplica hipertermia

•cisteamina

• lidocaína

•anfotericina B

Actividad citotóxica independiente de la

temperatura

•metotrexato

• 5-fluoruracilo

• amsacrina

• alcaloides de Vinca

Diagrama 1. Clasificación de citostáticos en función de su respuesta biológica al combinarse con

hipertermia

14

Tabla 2. Principales efectos del tratamiento por hipertermia sobre las células tumorales 24

El proceso de hipertermia puede clasificarse por los efectos que produce en los tejidos,

que dependerá de la temperatura que se alcance24

:

Hipertermia moderada Por debajo de 43ºC. Afección de células tumorales de

forma selectiva. Las células sanas se ven ligeramente afectadas pero de forma

reversible tras unas horas después del tratamiento

Hipertermia severa Entre 43ºC y 47ºC. El proceso es mucho más efectivo sobre

las células tumorales pero menos selectivo: las células sanas se afectan

notablemente

Termoablación Entre 47ºC y 56ºC. Los tejidos mueren por necrosis, coagulación

y carbonización

En general, se busca alcanzar la hipertermia moderada, aunque en algunos casos se

recurre hasta los 47ºC.

En la Tabla 2 se resumen los principales efectos de la hipertermia sobre las células

tumorales.

El proceso de hipertermia tiene la ventaja de ser selectivo sobre las células tumorales,

de forma que los cambios metabólicos y sobre los ácidos nucleicos son mucho menos

relevantes en las células sanas, incluso reversibles a las horas del tratamiento. Esto se

debe fundamentalmente al entorno celular: las células sanas se rodean de vasos

formados perfectamente que aumentan el flujo sanguíneo tras el tratamiento como

respuesta al proceso inflamatorio, de forma que el calor se disipa y no se ven afectadas.

Las células tumorales tienen una estructura vascular tortuosa o muy escasa

DIANA CELULAR EFECTOS EN CÉLULAS TUMORALES

DNA, RNA, PROTEÍNAS

Inhibición de la síntesis de RNA, DNA (formación de cromátidas erróneas)

y proteínas (polimerasas, histonas). Fallos en los mecanismos de reparación.

La célula muere en mitosis sucesivas

METABOLISMO

CELULAR

Disminución drástica del metabolismo oxidativo

Disminución ligera del metabolismo reductor

Consecuencia: acidosis

ACTIVIDAD LISOSOMAL

Aumento de la actividad y labilidad lisosomal

Las enzimas lisosomales se liberan por la acidosis: Hipertermiahipoxia

acidosis

ENTORNO CELULAR Afección de las células más internas del tumor debido a la menor

vascularización que conlleva a hipoxia, metabolismo reductor y acidosis

SISTEMA INMUNITARIO

<43ºC. Activación del Sistema Inmunitario debido a los cambios en la

superficie celular que conllevan a una proliferación lenta del tumor

>43ºC. Afección de la membrana de células de defensa, evitando una

correcta función inmune que permite la proliferación tumoral

15

(especialmente en zonas internas del tumor) que evitan la disipación del calor 24

(Imagen

4)

Las MNPs de magnetita y maghemita son las que más ampliamente se han investigado

para el tratamiento por hipertermia, ya que presentan una gran elevación de la

temperatura proporcionalmente a la cantidad de MNPs administradas, lo que permite un

control bastante exacto de la temperatura que se provoca modulando el ACMF

aplicado5, 26

.

Se ha comprobado que para el tratamiento por hipertermia los recubrimientos

inorgánicos, sobretodo de sílice y sus derivados, son más eficientes y producen un

mayor descenso en la supervivencia tumoral. Esto se debe a dos motivos. En primer

lugar, el radio hidrodinámico más pequeño y la carga superficial más negativa respecto

al recubrimiento con polímeros favorece la internalización de las nanopartículas. En

segundo lugar, los polímeros se degradan por la acción lisosomal en el interior celular,

provocando agregación intracelular que conlleva a un aumento menos marcado de la

temperatura27

.

Como se ha descrito, el principal interés de la hipertermia reside en su potencial

aplicación combinado con terapias convencionales antitumorales. Maier-Hauff, K. y

cols.28

llevaron a cabo un estudio de Fase II en el que se ensayó en 66 pacientes con

GBM recurrente. A los pacientes se les inyectó localmente el fluido acuoso con las

MNPs en el cerebro mediante un catéter. Las nanopartículas de hierro utilizadas tenían

un tamaño de 12 mm y estaban recubiertas con una capa de aminosilano para mantener

su estabilidad. El campo magnético se aplicó con un dispositivo MFH 300F con un

termómetro integrado. A los pacientes se les trató antes o después de la hipertermia con

radioterapia. El ensayo determinó un aumento en la supervivencia desde el diagnóstico

Imagen 4. Esquema del tratamiento por

hipertermia combinado con radioterapia.

La desorganización del tejido vascular

tumoral favorece la selectividad frente a las

células sanas. Adaptado de Arvizo R y

cols.25

En células sanas el

efecto de la

hipertermia es menor.

Se debe a la estructura

vascular y a la menor

captación de MNPs.

Las MNPs se retienen

y dirigen de forma

selectiva al tumor por

el efecto EPR sumado

a la funcionalización

de su superficie

Hipertermia

Radioterapia

16

del tumor primario y de la recurrencia de GBM en 8,6 meses y 7,2 meses

respectivamente, en comparación con el tratamiento de elección (temozolomida).

También se ha estudiado en otros tipos tumorales, como en cáncer de próstata. En este

caso, se ha ensayado en humanos en estudios de Fase I 29,30

, demostrando un perfil de

seguridad adecuado, además de eficacia reduciendo el valor del PSA (antígeno

prostático específico). Se observó la permanencia de las nanopartículas en la próstata

incluso un año después de su administración, pero se desconoce la relevancia clínica de

este hecho.

Actualmente se investigan numerosas estrategias para la aplicación de la hipertermia.

Por ejemplo, Rachakatla, R.S. y cols.31

, cargaron células progenitoras neurales con

MNPs capaces de alcanzar melanomas subcutáneos, consiguiendo una atenuación del

tumor a las 24 horas de la aplicación del ACMF, o el estudio de Kikumori, T. y cols.32

,

en el que se sintetizaron inmunoliposomas (dirigidos frente HER-2) cargados de MNPs,

observándose una reducción en tumores de mama que se mantenía durante 10 semanas

tras el tratamiento.

5.3.2. Liberación de fármacos guiada por Nanopartículas Magnéticas

Las MNPs se estudian como potencial vehículo de fármacos a tejidos concretos, y

especialmente a tumores considerando los graves efectos adversos que producen los

antineoplásicos al alcanzar tejidos sanos. Además, pueden combinarse con otras

aplicaciones biomédicas como el diagnóstico por MRI o la hipertermia11

.

La liberación de fármacos guiada por MNPs consiste en asociar moléculas con actividad

quimioterapéutica a las nanopartículas, de forma que al aplicar un campo magnético

externo local se vean atraídas a esa zona concreta. Las MNPs llegarían al tumor

específicamente logrando concentraciones elevadas en la neoplasia, lo que permite

reducir la dosis total administrada, consiguiendo menos efectos adversos sobre tejidos

sanos.

Para llevar a cabo esta aplicación es necesario tener en cuenta varios factores clave.

En primer lugar, la naturaleza química del fármaco, ya que condiciona la forma de

unirlo a la MNP. Existen varias estrategias. Por ejemplo, se pueden embeber en el

polímero que recubre la nanopartícula, en cuyo caso se liberará en el interior celular por

difusión a una velocidad dependiente de la liposolubilidad del fármaco (a mayor

hidrofobicidad, menor velocidad por ser más soluble en el polímero)6. Otra opción es

unir de forma covalente el fármaco al polímero. En este caso, el polímero se modifica

17

para que disponga de grupos químicos (aminos, hidroxilos…) que reaccionen con

grupos funcionales del fármaco. En el medio intracelular la unión fármaco-polímero

revierte, y se produce la actividad terapéutica.

El fármaco también puede unirse por uniones débiles condicionadas por el pH celular,

como enlaces de hidrógeno o interacciones electrostáticas. Cuando las MNPs

funcionalizadas se internalizan se produce una variación en las condiciones

(fundamentalmente de pH) que conlleva a un cambio conformacional del fármaco y/o

del polímero, provocando su disociación11

.

Otro aspecto crítico es el tamaño de las nanopartículas. Debido a que la atracción que

experimenta una nanopartícula magnética es proporcional al volumen de la misma, será

necesario un tamaño mínimo de partícula para poder dirigir las MNPs. Sin embargo,

este tamaño no podrá ser muy elevado, ya que se podría producir una embolia debido a

la acumulación masiva de NPs en pequeños vasos, además de que serían rápidamente

captadas por el RES. El rango considerado válido para esta aplicación oscila entre 20 y

70 nm.

Por último habrá que considerar la fuerza del campo magnético aplicado y la zona

corporal a la que se quiere dirigir. Es necesario un campo magnético muy potente para

dirigir las MNPs a una zona concreta ya que hay que vencer la fuerza del flujo

sanguíneo. Además, únicamente se podrán alcanzar zonas superficiales del cuerpo, ya

que los tejidos atenúan el campo aplicado.

Un ejemplo de esta aplicación es el estudio de Yallapu, M.M. y cols.33

, quienes

desarrollaron MNPs funcionalizadas con Doxorrubicina y anticuerpos anti-transferrina,

mostrando eficacia al distribuir selectivamente el fármaco a células tumorales de mama

in vitro, a la vez que se visualizaron por MRI, distinguiéndose las células que captan

más MNPs gracias al anticuerpo selectivo.

Un caso especial de liberación de moléculas con actividad terapéutica es la

magnetofección, que consiste en asociar a la superficie de las nanopartículas DNA o

RNA, con el fin de que se introduzcan en el núcleo celular y modifiquen la expresión

génica de las células. Teniendo en cuenta que el cáncer es un conjunto de enfermedades

que surge de alteraciones en el DNA, esta aplicación cobra especial importancia. Al

concentrar las MNPs sobre un tejido en concreto se logra además aumentar la tasa de

DNA/RNA internalizado. En este caso, será necesario un recubrimiento de algún

polímero con grupos funcionales policatiónicos, ya que los ácidos nucleicos no se

adhieren a la superficie de las NPs.

18

6. CONCLUSIONES

Las nanopartículas magnéticas se presentan como una alternativa esperanzadora en el

diagnóstico y tratamiento de cáncer, además de en otras muchas enfermedades.

Esta herramienta permite visualizar lesiones por MRI de tamaños mínimos, permitiendo

un diagnóstico temprano que mejore el pronóstico del paciente. Además, nuevas

estrategias más sofisticadas de tratamiento se han desarrollado aprovechando las

características físico-químicas y biofarmacéuticas de las MNPs, de forma que se

plantean nuevas formas de luchar contra tumores que son menos agresivas y traumáticas

comparadas con las terapias antineoplásicas convencionales.

Aunque se han publicado numerosos estudios, y algunos muy avanzados desarrollando

estas aplicaciones, es necesario seguir investigando este campo de la nanotecnología,

por un lado para seguir valorando su eficacia, pero también para poder elucidar posibles

efectos adversos no conocidos hasta el momento. Esta será la única forma de que las

MNPs constituyan una alternativa segura y eficaz en la lucha contra el cáncer,

convirtiéndose en un arma más para las personas que sufren esta devastadora

enfermedad.

7. BIBLIOGRAFÍA

1. Alonso M, Finn , eras , arreto rau o . ísica. éxico [etc.]: Fondo Educativo Interamericano;

1981.

2. ur ano de rcilla , ur ano arcía , racia uño . ísica general. adrid é ar; 2003.

3. t ins P, ones , ismondi . Principios de química. Buenos ires édica Panamericana; 2006.

4. Chamé Fernández K. Síntesis y Caracterización de Nanopartículas Magnéticas [Tesis Doctoral]. Centro de

Investigaciones en Óptica; 2013.

5. García Jimeno S. Nanopartículas magnéticas para aplicaciones biomédicas [Tesis Doctoral]. Universitat de

Barcelona, Facultat de Fàrmacia; 2012.

6. Vallet-Regi M, Arcos Navarrete D. Magnetic Nanoceramics for Biomedical Applications. In: Vallet-Regi

M, Arcos Navarrete D, ed. by. Nanoceramics in Clinical Use: From Materials to Applications, 2nd

Edition. Madrid: RSC Nanoscience & Nanotechnology; 2016. p. 275-312.

7. Neuwelt E, Hamilton B, Varallyay C, Rooney W, Edelman R, Jacobs P et al. Ultrasmall

superparamagnetic iron oxides (USPIOs): a future alternative magnetic resonance (MR) contrast agent for

patients at risk for nephrogenic systemic fibrosis (NSF)? Kidney Int. 2009; 75(5):465-474.

8. Gallo J, Long N, Aboagye E. Magnetic nanoparticles as contrast agents in the diagnosis and treatment of

cancer. Chem Soc Rev. 2013; 42(19):7816.

9. Gupta A, Gupta M. Synthesis and surface engineering of iron oxide nanoparticles for biomedical

applications. Biomaterials. 2005; 26(18):3995-4021.

10. Lal S, Verma J, Van Noorden C. Nanoparticles for hyperthermic therapy: synthesis strategies and

applications in glioblastoma. Int J Nanomedicine. 2014; 2863.

11. Colombo M, Carregal-Romero S, Casula M, Gutiérrez L, Morales M, Böhm I et al. Biological applications

of magnetic nanoparticles. Chem Soc Rev. 2012; 41(11):4306.

12. Sun C, Lee J, Zhang M. Magnetic nanoparticles in MR imaging and drug delivery. Adv Drug Deliv Rev.

2008; 60(11):1252-1265.

19

13. Thu M, Bryant L, Coppola T, Jordan E, Budde M, Lewis B et al. Self-assembling nanocomplexes by

combining ferumoxytol, heparin and protamine for cell tracking by magnetic resonance imaging. Nat Med

2012; 18(3):463-467.

14. Imam S, Lantz-McPeak S, Cuevas E, Rosas-Hernandez H, Liachenko S, Zhang Y et al. Iron Oxide

Nanoparticles Induce Dopaminergic Damage: In vitro Pathways and In Vivo Imaging Reveals Mechanism

of Neuronal Damage [Abstract]. Mol Neurobiol. 2015; 52(2):913-926.

15. leaga ufiría afuente artíne . prendiendo los fundamentos de la resonancia magnética. adrid

ditorial édica Panamericana; 2007.

16. Guirao Guerra J. Contrastes radiológicos. Aproximacion al uso de los medios de contraste radiológicos.

Lecture presented at; 2015; Viena.

17. Kievit F, Stephen Z, Veiseh O, Arami H, Wang T, Lai V et al. Targeting of Primary Breast Cancers and

Metastases in a Transgenic Mouse Model Using Rationally Designed Multifunctional SPIONs. ACS

Nano. 2012; 6(3):2591-2601.

18. Hadjipanayis C, Machaidze R, Kaluzova M, Wang L, Schuette A, Chen H et al. EGFRvIII Antibody-

Conjugated Iron Oxide Nanoparticles for Magnetic Resonance Imaging-Guided Convection-Enhanced

Delivery and Targeted Therapy of Glioblastoma. Cancer Res. 2010; 70(15):6303-6312.

19. Chou C, Chen Y, Liou G, Pan H, Tseng H, Hung Y. Specific detection of CD133-positive tumor cells with

iron oxide nanoparticles labeling using&nbsp; noninvasive molecular magnetic resonance&nbsp; imaging.

Int J Nanomedicine. 2015; 6997.

20. Jiang W, Xie H, Ghoorah D, Shang Y, Shi H, Liu F et al. Conjugation of Functionalized SPIONs with

Transferrin for Targeting and Imaging Brain Glial Tumors in Rat Model. PLoS ONE. 2012; 7(5):e37376.

21. Lal S, Verma J, Van Noorden C. Nanoparticles for hyperthermic therapy: synthesis strategies and

applications in glioblastoma. Int J Nanomedicine. 2014; 2863.

22. Krishnan S, Diagaradjane P, Cho S. Nanoparticle-mediated thermal therapy: Evolving strategies for

prostate cancer therapy. Int J Hyperthermia. 2010;26(8):775-789

23. Bull J. An Update on the Anticancer Effects of a Combination of Chemotherapy and Hyperthermia.

Cancer Res. 1984; 44(Suppl):4853-4856.

24. Christophi C, Winkworth A, Muralihdaran V, Evans P. The treatment of malignancy by hyperthermia.

Surg Oncol. 1998; 7(1-2):83-90.

25. Arvizo R, Bhattacharyya S, Kudgus R, Giri K, Bhattacharya R, Mukherjee P. Intrinsic therapeutic

applications of noble metal nanoparticles: past, present and future. Chem Soc Rev. 2012; 41(7):2943.

26. Wankhede M, Bouras A, Kaluzova M, Hadjipanayis C. Magnetic nanoparticles: an emerging technology

for malignant brain tumor imaging and therapy. Expert Rev Clin Pharmacol. 2012; 5(2):173-186.

27. Jordan A, Scholz R, Wust P, Schirra H, Thomas Schiestel, Schmidt H et al. Endocytosis of dextran and

silan-coated magnetite nanoparticles and the effect of intracellular hyperthermia on human mammary

carcinoma cells in vitro. J Magn Magn Mater. 1999; 194(1-3):185-196.

28. Maier-Hauff K, Ulrich F, Nestler D, Niehoff H, Wust P, Thiesen B et al. Efficacy and safety of

intratumoral thermotherapy using magnetic iron-oxide nanoparticles combined with external beam

radiotherapy on patients with recurrent glioblastoma multiforme. J Neurooncol. 2010; 103(2):317-324.

29. Johannsen M, Gneveckow U, Taymoorian K, Thiesen B, Waldöfner N, Scholz R et al. Morbidity and

quality of life during thermotherapy using magnetic nanoparticles in locally recurrent prostate cancer:

Results of a prospective phase I trial [Abstract]. Int J Hyperthermia. 2007; 23(3):315-323.

30. Johannsen M, Gneveckow U, Thiesen B, Taymoorian K, Cho C, Waldöfner N et al. Thermotherapy of

Prostate Cancer Using Magnetic Nanoparticles: Feasibility, Imaging, and Three-Dimensional Temperature

Distribution [Abstract]. Eur Urol. 2007; 52(6):1653-1662.

31. Rachakatla R, Balivada S, Seo G, Myers C, Wang H, Samarakoon T et al. Attenuation of Mouse

Melanoma by A/C Magnetic Field after Delivery of Bi-Magnetic Nanoparticles by Neural Progenitor

Cells. ACS Nano. 2010; 4(12):7093-7104.

32. Kikumori T, Kobayashi T, Sawaki M, Imai T. Anti-cancer effect of hyperthermia on breast cancer by

magnetite nanoparticle-loaded anti-HER2 immunoliposomes [Abstract]. Breast Cancer Res Treat. 2008;

113(3):435-441.

33. Yallapu M, Foy S, Jain T, Labhasetwar V. PEG-Functionalized Magnetic Nanoparticles for Drug Delivery

and Magnetic Resonance Imaging Applications. Pharm Res. 2010; 27(11):2283-2295.