La liberación controlada de fármacos, realidad en cáncer

El objetivo es transportar una dosis efectiva de moléculas de fármaco a las células o tejidos diana, evitando el daño colateral en las células sanas.

Santiago Rego. Santander | dmredaccion@diariomedico.com | 14/10/2013 00:00

Nazely Diban, de la Universidad de Cantabria, y María Vallet-Regí, catedrática de la Universidad Complutense. (Roberto Ruiz)

La mayoría de las terapias actuales para el cáncer se basan en la administración sistémica de fármacos citotóxicos convencionales, con efectos secundarios graves en el paciente y una eficacia limitada. Muchos estudios indican que esto podría atribuirse a una falta de especificidad de los actuales fármacos antitumorales, que causan daños colaterales en células sanas. Para resolverlo, una de las estrategias que se investiga consiste en diseñar sistemas de liberación de fármacos diana-específicos que transporten una dosis efectiva de moléculas de fármaco a las células o tejidos diana.

Así lo ha explicado María Vallet-Regí, catedrática de Química Inorgánica de la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid, para quien los biomateriales contribuyen a reparar el cuerpo en dos niveles: "Por un lado, el macro, mediante implantes y prótesis en los que la química juega un papel fundamental, y, por otro, el nano, gracias a las investigaciones para llegar hasta las células cancerígenas y atacarlas con citotóxicos perjudicando lo menos posible a las sanas. En suma, fabricar nanopartículas cerámicas cargadas de fármacos para luchar contra enfermedades como el cáncer a través de una terapia focalizada y de una liberación controlada de fármacos, cuya investigación iniciamos hace una década", ha destacado.

En esta batalla se encuentra el grupo que dirige esta investigadora, que ha participado en la XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Química, en Santander, en donde ha dejado claro que el gran reto es hallar fármacos que puedan interaccionar con esas dianas. "Las dianas suelen ser las proteínas que actúan como receptores de sustancias endógenas, las enzimas que catalizan un determinado proceso biológico o los canales iónicos que controlan el flujo de iones a través de las membranas celulares. Los químicos hemos conseguido muchos avances: anestesia, medicamentos, vacunas, biomateriales con piezas de repuesto para el cuerpo humano y nanopartículas", ha observado.

Su investigación en los últimos años se ha centrado en la obtención y evaluación de sistemas biocerámicos para la liberación controlada de especies biotecnológicas y antitumorales e incorporación de especies biológicamente activas. "La nanotecnología aplicada a la salud tiene mucho futuro. De hecho, y como alternativa a la quimioterapia, se han utilizado microesferas que encapsulan a un catalizador de paladio, que activa al fármaco únicamente dentro de la célula cancerígena, evitando los efectos secundarios".

Vallet-Regí ha recordado los avances obtenidos en la consecución de nanopartículas de sílice porosas; su grupo de investigación ha fabricado dichas partículas, las ha cargado con fármacos antitumorales y sellado temporalmente para que no liberen el fármaco nada más entrar en contacto con el torrente sanguíneo. A esas nanopartículas se les añaden moléculas fluorescentes que permiten hacer un seguimiento, y saber cuándo alcanzaron a las células cancerígenas, momento en el que se somete al paciente a un estímulo exterior -magnético o de luz-, que libera el fármaco para actuar contra el tumor. A juicio de la catedrática, con estas nuevas terapias focalizadas se consigue "una liberación mucho más controlada del fármaco y de una forma menos agresiva que la quimioterapia, pues sólo llegaría la dosis precisa al sitio exacto y en el momento adecuado". Sobre la futura aplicación de esas nuevas nanopartículas cerámicas, en fase experimental, se muestra optimista.

Ingeniería tisular
Por su parte, Nazely Diban, del Departamento de Ingeniería Química y Química Inorgánica de la Universidad de Cantabria (UC), ha abundado en que la ingeniería de tejidos es un campo con gran proyección. Una de las estrategias para evitar el rechazo de los órganos trasplantados es, precisamente, la reconstrucción de dichos tejidos a partir de las propias células del paciente.

Para ello, una opción es el cultivo in vitro de células autólogas. "Una vez pre-regenerado in vitro, se implanta el tejido en el paciente para continuar su regeneración in vivo. Por ello, hay que hacer un esfuerzo en desarrollar estructuras de fibra hueca hechas a partir de materiales biocompatibles y biodegradables, reabsorbibles por el organismo, evitando así una segunda intervención quirúrgica para su extracción".

Esta línea de investigación enlaza con trabajos previos de Diban desarrollados en el grupo de Procesos Avanzados de Separación de la UC, que trabaja con los médicos del Hospital Universitario Marqués de Valdecilla.

Estructuras de tamaño 'nano' pueden administrar los fármacos de forma óptima

Campos de actuación
Los dispositivos generados mediante nanotecnología se encaminan hacia la prevención y el tratamiento de enfermedades infecciosas y patologías graves.
Sin efectos dañinos
Estos sistemas de administración pueden evitar los efectos secundarios no deseados cuando se aplican fármacos citotóxicos.
Quimioterapia
El fármaco, en las nanopartículas, hace llegar dosis mínimas con respecto a la quimioterapia, asegurando la muerte de las células tumorales sin afectar a las sanas.
"Piezas de repuesto"
La fabricación de 'piezas de repuesto' para el cuerpo humano, con ingeniería de tejidos y terapia celular, es posible salvo en el cerebro.
Interdisciplinar
Fármacos, nanomedicina y biomateriales son fruto de la colaboración de médicos y químicos.

El cerebro, último reducto del reemplazo de tejidos

Casi cincuenta millones de personas en el mundo tienen implantado algún tipo de prótesis. Fabricadas con biomateriales y destinadas principalmente a las áreas de la traumatología, la odontología y la ingeniería de tejidos, con ellas se pueden sustituir muchas partes del cuerpo humano con éxito, aunque otras están solo en vías iniciales de investigación. Es el caso del cerebro y del sistema neurológico de una población cada vez más envejecida, recuerdan María Vallet-Regí y Nazely Diban. A día de hoy, la ciencia ya permite la reconstrucción de huesos y articulaciones, de músculos y tendones, de vasos sanguíneos y de nervios…, pero la pregunta que muchos se hacen es: ¿existe la posibilidad de reconstruir al mismo tiempo todos esos elementos, ensamblarlos y crear de esta forma un nuevo miembro? La respuesta es que no, aunque habría que añadir "de momento", matiza Vallet-Regí. Hasta la fecha, hay dos modalidades de reparaciones en el cuerpo humano. Por un lado, la biónica, mediante implantes y prótesis fabricados con materiales de primera y segunda generación; y por otro, la medicina regenerativa, que abarca la terapia celular y la ingeniería de tejidos utilizando materiales de tercera generación. En este último campo -ingeniería tisular-, la química sigue aportando importantes avances, caso de las reconstrucciones óseas a partir de biomateriales que son biodegradables y desaparecen del organismo una vez cumplida su función.