Científicos de la UNAM buscan superar la barrera hematoencefálica, que dificulta la llegada de medicamentos al cerebro, para explorar nuevos tratamientos
Investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) desarrollan una tecnología basada en nanopartículas elaboradas con virus inocuos para el ser humano, con la que buscan llevar medicamentos directamente al cerebro y a las células cancerosas, reducir las dosis de los tratamientos y disminuir sus efectos secundarios.
En un comunicado, la institución educativa señaló que en pruebas experimentales los científicos consiguieron reducir hasta una sexta parte la cantidad de algunos fármacos utilizados y disminuir 50% el tamaño de tumores.
El proyecto, desarrollado en el Centro de Nanociencias y Nanotecnología (CNyN) de la UNAM, campus Ensenada, podría abrir nuevas posibilidades para tratar enfermedades como Parkinson, Alzheimer, epilepsia, esclerosis múltiple y distintos tipos de cáncer, aunque todavía se encuentra en una fase experimental y no ha sido probado en seres humanos.
Rafael Vázquez Duhalt, investigador del CNyN, explicó que uno de los principales obstáculos para tratar enfermedades neurológicas y neurodegenerativas es la barrera hematoencefálica, un mecanismo de protección del cerebro que impide el ingreso de sustancias potencialmente dañinas, pero también dificulta la entrada de medicamentos.
Actualmente, apenas entre 0.2% y 2% de los fármacos administrados logra atravesar esa barrera y llegar al cerebro, lo que reduce la eficacia de algunos tratamientos y obliga a utilizar dosis elevadas que pueden provocar efectos adversos en otras partes del organismo.
Para enfrentar este problema, los investigadores universitarios trabajan en el desarrollo de nanovehículos de entre 20 y 60 nanómetros, elaborados a partir de virus de plantas y de bacterias que son inocuos y biocompatibles con el ser humano.
Rubén Darío Cadena Nava, integrante del equipo científico, explicó que estos virus funcionan como diminutos contenedores capaces de transportar medicamentos directamente a los tejidos enfermos.
“Mimetizamos lo que hacen naturalmente. Los virus son una caja de proteínas de escala nanométrica con material genético en su interior. Nosotros retiramos ese contenido infeccioso y lo reemplazamos con fármacos. El resultado es una partícula tipo virus (VLPs)”, detalló.
La cubierta de proteínas del virus, denominada cápside, protege el medicamento para evitar que se degrade antes de alcanzar su destino.
Además, mediante herramientas de bionanotecnología, los científicos modifican la superficie de estos vehículos para incorporar moléculas que puedan ser reconocidas por la barrera hematoencefálica y facilitar su ingreso al cerebro.
“Esta tecnología también abre la oportunidad de llevar el fármaco hasta algún organelo, como la mitocondria, o sea, a la estructura en el interior de la célula. Así, en vez de tomar dosis enormes, las reducimos y dirigimos a donde hacen falta. Se trata de una medicina mucho más inteligente, y ya está en desarrollo”, señaló Vázquez Duhalt.
La jefa del Departamento de Bionanotecnología, Kanchan Chauhan, precisó que la mayoría de los estudios se ha realizado hasta ahora en células de laboratorio y que el equipo comienza a evaluar el comportamiento de los nanovehículos en animales.
En el caso del cáncer, los investigadores buscan que los medicamentos lleguen directamente a las células tumorales, en lugar de distribuirse por todo el organismo, como sucede con numerosos tratamientos de quimioterapia.
Cadena Nava explicó que uno de los objetivos consiste en disminuir las dosis, evitar que los medicamentos se degraden y dirigirlos con precisión hacia los tumores, con la finalidad de reducir los efectos secundarios.
Los científicos también trabajan en una estrategia para combinar distintas terapias dentro de un mismo nanovehículo, debido a que las células cancerosas cuentan con diferentes mecanismos de supervivencia que les permiten resistir algunos tratamientos.
“Si son atacadas con una sola estrategia, sobreviven a través de otra. Por ello intentamos combinarlas para aminorar los problemas de recurrencia o de resistencia al tratamiento”, explicó Chauhan.
Una de las líneas de investigación consiste en transportar enzimas capaces de activar determinados medicamentos directamente en la región tumoral.
El problema, explicaron los especialistas, es que numerosos tratamientos utilizan profármacos que requieren procesos metabólicos para activarse. Sin embargo, las enzimas necesarias suelen encontrarse en concentraciones mayores en el hígado que en los tumores, por lo que una parte importante del medicamento se transforma fuera de la zona afectada.
Con los nanovehículos, los universitarios buscan transportar tanto los medicamentos como las enzimas necesarias para activarlos, de manera que el efecto terapéutico se concentre en el tumor.
En las pruebas experimentales, el equipo encontró que la cantidad de algunos medicamentos puede disminuir hasta una sexta parte de la dosis utilizada, mientras que el tamaño del tumor se reduce 50%, de acuerdo con Cadena Nava.
Los investigadores consideran que esta tecnología también podría beneficiar a personas con enfermedades de almacenamiento lisosomal, padecimientos en los que las células no procesan adecuadamente determinadas sustancias debido a la falta de actividad enzimática.
En algunos casos, esa deficiencia afecta al cerebro, donde los tratamientos de reemplazo enzimático enfrentan dificultades para atravesar la barrera hematoencefálica.
Otra línea de investigación consiste en incorporar sustancias sensibles a la luz en los nanovehículos para desarrollar terapias fotodinámicas contra el cáncer.
Mediante tintes, puntos cuánticos de carbono y otras moléculas fotosensibles, los científicos buscan generar reacciones capaces de destruir células cancerosas.
Cadena Nava explicó que en condiciones experimentales, observaron que los puntos cuánticos de carbono estimulados con luz infrarroja pueden eliminar células cancerosas en cinco minutos, mientras que con luz solar el proceso requiere alrededor de media hora.
Estas moléculas también tienen propiedades fluorescentes, lo que permite observar mediante imágenes microscópicas cómo los nanovehículos ingresan a las células y, en algunos casos, alcanzan incluso el núcleo celular.
Esta característica podría utilizarse para desarrollar herramientas capaces de identificar células enfermas y administrar tratamientos al mismo tiempo, mediante una estrategia conocida como teragnóstico, que combina diagnóstico y terapia.
El equipo también investiga cómo recubrir las nanopartículas con moléculas que impidan su reconocimiento por el sistema inmunológico, para evitar que las defensas del organismo bloqueen su acción.
Los científicos cuentan actualmente con dos patentes nacionales y una internacional relacionadas con los nanovehículos.
Vázquez Duhalt señaló que si los ensayos experimentales arrojan resultados favorables, el siguiente paso será conseguir financiamiento para realizar estudios clínicos en seres humanos.
“A la Universidad le conviene asociarse con una empresa farmacéutica para costearlos”, sostuvo.
Por su parte, Chauhan adelantó que una de las siguientes etapas de investigación se concentrará en las mitocondrias de las células cancerosas, con la finalidad de bloquear las fuentes de energía de los tumores e impedir que resistan los tratamientos o vuelvan a crecer.
También prevén desarrollar nanopartículas metálicas de oro, plata y platino, aprovechando sus propiedades antibacterianas y antimicrobianas.
Los investigadores reconocieron que todavía deben superar desafíos relacionados con la reproducción de los resultados, la fabricación a gran escala, el transporte de los nanovehículos y su distribución a hospitales.
Cadena Nava destacó que otro propósito del proyecto es disminuir los costos de los tratamientos y desarrollar herramientas de diagnóstico accesibles para comunidades alejadas de las grandes ciudades.
Aunque los resultados son prometedores, los especialistas subrayaron que todavía será necesario cumplir numerosas etapas de investigación, evaluación de seguridad y regulación sanitaria antes de que esta tecnología pueda utilizarse en pacientes y llegar a las farmacias.
Información de El Universal
Publicado por Iris Camila Beltran
