Investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) desarrollan una tecnología basada en nanopartículas elaboradas a partir de virus inocuos para el ser humano, con el objetivo de transportar medicamentos directamente al cerebro y a las células cancerosas, reducir las dosis necesarias y disminuir los efectos secundarios de los tratamientos.
De acuerdo con información difundida por la institución, los experimentos realizados por el equipo científico han mostrado resultados prometedores: la cantidad de algunos fármacos pudo reducirse hasta una sexta parte de la dosis habitual, mientras que el tamaño de los tumores disminuyó 50%.
El proyecto se desarrolla en el Centro de Nanociencias y Nanotecnología (CNyN) de la UNAM, campus Ensenada, y podría abrir nuevas posibilidades para el tratamiento de enfermedades neurológicas y neurodegenerativas, como Parkinson, Alzheimer, epilepsia y esclerosis múltiple, además de distintos tipos de cáncer.
Sin embargo, los especialistas aclararon que la tecnología permanece en fase experimental. La mayor parte de las investigaciones se ha realizado en células de laboratorio y el equipo comienza a evaluar el comportamiento de los nanovehículos en animales, por lo que todavía no existen resultados que permitan confirmar su seguridad y eficacia en pacientes.
Nanopartículas para superar la barrera protectora del cerebro
Uno de los principales obstáculos para tratar enfermedades neurológicas es la barrera hematoencefálica, una estructura que protege al cerebro de sustancias potencialmente dañinas, pero que también limita el ingreso de numerosos medicamentos.
Rafael Vázquez Duhalt, investigador del CNyN, explicó que apenas entre 0.2 y 2% de algunos fármacos administrados logra atravesar esta barrera y llegar al cerebro, lo que dificulta la eficacia de determinados tratamientos y puede obligar a utilizar dosis elevadas, con posibles efectos adversos en otras partes del organismo.
Para superar esta limitación, el equipo trabaja con nanovehículos de entre 20 y 60 nanómetros, elaborados a partir de virus de plantas y bacterias considerados inocuos y biocompatibles.
Rubén Darío Cadena Nava, integrante del grupo de investigación, explicó que estas partículas funcionan como diminutos contenedores capaces de transportar medicamentos hacia los tejidos afectados.
“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 proteica, conocida como cápside, protege el medicamento durante su transporte y ayuda a evitar que se degrade antes de llegar a su destino. Además, los científicos modifican la superficie de las partículas mediante herramientas de bionanotecnología para facilitar su reconocimiento y entrada en los tejidos deseados.
“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.
Buscan dirigir los tratamientos contra las células cancerosas
Otra de las principales aplicaciones de esta tecnología consiste en transportar medicamentos directamente hacia las células tumorales, en lugar de distribuirlos por todo el organismo, como ocurre con numerosos tratamientos de quimioterapia.
El propósito es aumentar la concentración del fármaco en la zona afectada, evitar su degradación prematura y reducir el daño a los tejidos sanos.
Kanchan Chauhan, jefa del Departamento de Bionanotecnología, explicó que el equipo también busca combinar diferentes estrategias terapéuticas dentro de un mismo nanovehículo, debido a que las células cancerosas pueden desarrollar mecanismos de resistencia que les permiten sobrevivir a determinados 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.
Entre las líneas de investigación se encuentra el transporte de enzimas capaces de activar determinados medicamentos directamente en la región tumoral.
Algunos tratamientos utilizan profármacos, sustancias que requieren transformaciones metabólicas para convertirse en compuestos activos. El problema es que las enzimas necesarias para este proceso pueden encontrarse en mayores concentraciones en el hígado que en los tumores, lo que provoca que parte del medicamento se active fuera de la zona que necesita tratamiento.
Con los nanovehículos, los científicos pretenden transportar tanto el fármaco como las enzimas necesarias para activarlo, con la finalidad de concentrar su efecto terapéutico en el tumor.
Investigan terapias contra el cáncer activadas con luz
El proyecto también incluye el desarrollo de nanopartículas que incorporan sustancias fotosensibles para generar reacciones capaces de destruir células cancerosas mediante terapias fotodinámicas.
Los investigadores estudian el uso de tintes, puntos cuánticos de carbono y otras moléculas que reaccionan ante determinadas fuentes de luz.
Según Cadena Nava, durante las pruebas experimentales observaron que los puntos cuánticos de carbono estimulados con luz infrarroja pueden eliminar células cancerosas en aproximadamente cinco minutos, mientras que con luz solar el proceso requiere alrededor de media hora.
Estos resultados corresponden a condiciones experimentales y no significan que exista actualmente un tratamiento disponible para pacientes.
Las propiedades fluorescentes de estas moléculas también permiten observar mediante microscopía cómo los nanovehículos ingresan a las células y, en algunos casos, alcanzan el núcleo celular.
Esta característica podría contribuir al desarrollo de herramientas de teragnóstico, una estrategia que combina el diagnóstico y el tratamiento para identificar células enfermas y administrar terapias de manera dirigida.
El reto es comprobar su seguridad y llevarla a los hospitales
Los investigadores también trabajan en recubrimientos moleculares que ayuden a evitar que el sistema inmunológico reconozca y elimine prematuramente las nanopartículas, lo que podría favorecer su permanencia y funcionamiento dentro del organismo.
Hasta el momento, el equipo cuenta con dos patentes nacionales y una internacional relacionadas con estos nanovehículos.
Vázquez Duhalt indicó que, si los resultados de los ensayos experimentales son favorables, el siguiente paso será conseguir financiamiento para desarrollar estudios clínicos en seres humanos, una etapa que podría requerir la colaboración de una empresa farmacéutica.
“A la Universidad le conviene asociarse con una empresa farmacéutica para costearlos”, sostuvo.
Por su parte, Chauhan adelantó que una de las próximas líneas de trabajo se centrará en las mitocondrias de las células cancerosas, con la intención de interferir en sus fuentes de energía y dificultar que los tumores resistan los tratamientos o vuelvan a crecer.
Asimismo, los científicos prevén explorar nanopartículas metálicas de oro, plata y platino por sus propiedades y posibles aplicaciones biomédicas.
Entre los desafíos pendientes se encuentran reproducir los resultados de manera consistente, garantizar la seguridad de los materiales, desarrollar procesos de fabricación a gran escala y establecer mecanismos eficaces para distribuir la tecnología a los hospitales.
El equipo también busca reducir los costos de los tratamientos y desarrollar herramientas de diagnóstico accesibles para comunidades alejadas de las grandes ciudades.
Aunque los resultados iniciales abren nuevas posibilidades para la administración dirigida de medicamentos, los especialistas subrayaron que todavía es necesario completar diversas etapas de investigación, evaluación de seguridad y regulación sanitaria antes de que esta tecnología pueda utilizarse en seres humanos y llegar al mercado farmacéutico.