Investigadores británicos combinaron muestreo capilar y espectrometría de masas para detectar cantidades mínimas de talio y determinar en qué zonas de una célula cancerosa se acumula
Redacción: Redacción Mundo de la Salud
Editor: Karem Díaz S.
Investigadores del King’s College de Londres y la Universidad de Surrey, en Reino Unido, desarrollaron un método capaz de detectar cantidades extremadamente pequeñas de metales dentro de células cancerosas vivas y analizar su localización en compartimentos subcelulares. La técnica podría ayudar a estudiar con mayor precisión si determinados medicamentos basados en metales llegan realmente al lugar de la célula donde necesitan actuar.
El trabajo, publicado en Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, combinó por primera vez el muestreo capilar de células y estructuras subcelulares con espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente mediante ablación láser, conocida por sus siglas LA-ICP-MS.
La investigación se centró en células PANC-1 de cáncer de páncreas y utilizó cloruro de talio como modelo químico para estudiar la distribución del metal. El interés biomédico radica en que el talio-201 es un radionúclido investigado como candidato para terapias dirigidas contra el cáncer, cuya eficacia potencial depende en buena medida de dónde se concentre dentro de las células.
La posibilidad de conocer con precisión el destino intracelular de un compuesto complementa otras líneas de investigación orientadas a mejorar los tratamientos oncológicos. En Mundo de la Salud se ha analizado, por ejemplo, cómo la medicina de precisión busca seleccionar terapias contra el cáncer a partir de las características moleculares de cada tumor.
Una muestra obtenida directamente de células vivas
Una de las dificultades de las técnicas existentes es que el análisis elemental de alta sensibilidad suele requerir células químicamente fijadas. Además, la resolución espacial de los sistemas convencionales de LA-ICP-MS, situada aproximadamente entre uno y cinco micrómetros, puede resultar insuficiente para distinguir determinadas estructuras dentro de una célula.
El nuevo procedimiento intenta sortear esas limitaciones. Bajo observación microscópica, los investigadores emplearon diminutas puntas capilares de vidrio para extraer células individuales vivas o material procedente de su interior. Utilizaron capilares de unos diez micrómetros de diámetro para las células completas y de aproximadamente tres micrómetros para obtener contenido subcelular.
Después, el material recogido se depositó sobre una superficie de silicio y fue sometido al análisis LA-ICP-MS. En este proceso, un láser vaporiza cantidades extremadamente pequeñas de la muestra y el espectrómetro de masas permite identificar y cuantificar los elementos metálicos presentes.
El procedimiento reúne así dos etapas que anteriormente no se habían integrado de esta manera: la extracción dirigida de material de una célula viva y la posterior detección elemental mediante ablación láser y espectrometría de masas.
El experimento siguió el talio dentro de células de cáncer de páncreas
Para comprobar el funcionamiento del método, el equipo incubó células PANC-1 con cloruro de talio. Este compuesto se empleó como modelo estable para investigar el comportamiento del talio relacionado con el potencial uso terapéutico del radionúclido talio-201.
Los científicos lograron detectar talio tanto en células cancerosas individuales como en muestras enriquecidas con mitocondrias extraídas de su interior. Los controles, en cambio, no mostraron esa presencia, lo que permitió confirmar que la técnica era capaz de detectar el elemento introducido experimentalmente.
Las mitocondrias tienen especial interés porque constituyen estructuras fundamentales para el metabolismo y la supervivencia celular. Poder analizar directamente material procedente de compartimentos concretos ofrece una vía para estudiar no solamente cuánto medicamento penetra en una célula, sino también dónde termina acumulándose.
Esta capacidad puede resultar relevante en un tumor particularmente difícil de tratar. Investigaciones recientes han probado diferentes estrategias terapéuticas y, como ha informado Mundo de la Salud, una combinación experimental de inmunoterapia y quimioterapia ha mostrado respuestas en pacientes con cáncer pancreático metastásico, aunque esos resultados todavía necesitan confirmación en estudios más amplios.
Por qué importa conocer el destino del fármaco
En los tratamientos dirigidos a estructuras celulares específicas, que una sustancia consiga entrar en la célula es solo una parte del problema. También debe alcanzar el compartimento adecuado y acumularse en una concentración suficiente para producir el efecto previsto.
Esta cuestión adquiere particular importancia con radionúclidos cuya radiación actúa a distancias muy cortas. El talio-201 emite electrones Auger, cuya acción puede producir daños intensos en un área microscópica. Esa característica abre posibilidades para atacar células tumorales limitando la exposición de tejidos vecinos, pero también exige una localización intracelular apropiada.
Investigaciones publicadas en 2026 han mostrado además una captación selectiva de talio-201 en núcleos celulares, reforzando el interés por conocer su distribución subcelular para estimar mejor su dosimetría y radiotoxicidad.
La localización es igualmente importante para comprender por qué algunos tratamientos dejan de funcionar. Las células tumorales pueden desarrollar diferentes mecanismos para sobrevivir a la exposición farmacológica. Mundo de la Salud ha explicado cómo las células cancerosas pueden modificar su comportamiento y desarrollar resistencia a los fármacos, un desafío central para la oncología.
Una herramienta para investigar terapias antes de llegar al paciente
El nuevo método es una herramienta experimental y no constituye por sí mismo un tratamiento contra el cáncer. Los resultados fueron obtenidos en células cultivadas en laboratorio y no demuestran que el talio-201 sea ya una terapia establecida para pacientes con cáncer de páncreas.
Su importancia reside en la posibilidad de estudiar con precisión la distribución de metales en células vivas y sus compartimentos internos. Esa información puede ayudar a los investigadores a determinar si un candidato terapéutico alcanza su objetivo y a modificar el diseño de futuros compuestos cuando su distribución no sea la adecuada.
La técnica también podría contribuir a estudiar mecanismos de administración intracelular de medicamentos. En otros modelos experimentales se están explorando estrategias muy diferentes para lograr que sustancias terapéuticas alcancen las células malignas, incluida la utilización de bacterias como sistemas para administrar compuestos contra células cancerosas.
El trabajo británico tiene además aplicaciones potenciales más allá del cáncer. La misma metodología podría emplearse para investigar la distribución intracelular de otras sustancias basadas en metales y estudiar procesos biológicos en los que estos elementos desempeñan funciones relevantes.
El núcleo celular será uno de los próximos objetivos
Los investigadores consideran que uno de los siguientes pasos será ampliar el muestreo hacia otros compartimentos celulares, incluido el núcleo. Esta estructura resulta especialmente relevante para radionúclidos de corto alcance porque contiene el ADN, uno de los principales blancos del daño producido por la radiación.
El equipo también identifica como prioridad mejorar los procedimientos que permiten comprobar la pureza del material subcelular extraído. Distinguir con precisión si una muestra procede exclusivamente de una determinada estructura es fundamental para interpretar correctamente la localización del metal.
Comprender qué sucede dentro de cada célula se ha convertido en una parte importante de la investigación oncológica. Otros estudios han utilizado tecnologías de observación para seguir directamente procesos tumorales; entre ellos, una técnica de imagen en tiempo real que permite observar el desplazamiento de células cancerosas antes de formar metástasis.
La nueva combinación de muestreo capilar y LA-ICP-MS añade una capacidad diferente: medir cantidades diminutas de elementos metálicos en una célula viva y aproximarse a su ubicación subcelular. Para el desarrollo de fármacos metálicos y radiofármacos experimentales, saber no solo cuánto compuesto entra en una célula sino exactamente adónde se dirige puede aportar información decisiva para diseñar terapias más selectivas.
Fuentes referenciales:
Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy
King’s College London
Salud y Medicina
