El tratamiento del cáncer de piel y otras enfermedades cobra nuevo impulso con el uso de la nanotecnología
Una serie de investigaciones llevadas a cabo por el Grupo de Fotobiología y Fotomedicina, en el Centro de Nanotecnología e Ingeniería de Tejidos de la Facultad de Filosofía, Ciencias y Letras de la USP de Ribeirão Preto, interior de São Paulo, ha arrojado como resultado distintas posibilidades de tratamiento apuntadas como alternativas factibles técnica y económicamente.
Por Samuel Antenor, desde Madrid
La nanotecnología, utilizada en medicina en distintos tratamientos de la salud, es actualmente indicada en el combate contra enfermedades que van desde el cáncer de piel hasta el mal de Parkinson y el mal de Alzheimer, merced al desarrollo de nuevas técnicas de aplicación. Una serie de investigaciones llevadas a cabo por el Grupo de Fotobiología y Fotomedicina, en el Centro de Nanotecnología e Ingeniería de Tejidos de la Facultad de Filosofía, Ciencias y Letras de la USP de Ribeirão Preto, interior de São Paulo, ha arrojado como resultado distintas posibilidades de tratamiento apuntadas como alternativas factibles técnica y económicamente.
Varias de estas innovaciones, que incorporan nanomedicamentos junto a la aplicación de luz sobre los tumores, formaron parte de la presentación de Antonio Claudio Tedesco, coordinador de las investigaciones que lleva adelante el grupo de Ribeirão Preto, en el marco del evento Fronteras de la Ciencia – Brasil y España en los 50 años de la FAPESP, el pasado día 11 de diciembre, en la Universidad de Salamanca.
Este simposio forma parte de las celebraciones del 50° Aniversario de la FAPESP, que promueve el encuentro en las ciudades de Salamanca (del 10 al 12/12) y Madrid (los días 13 y 14/12), de investigadores de universidades e institutos de educación e investigación con sede en el estado de São Paulo con sus pares españoles, que también presentan investigaciones realizadas en distintas instituciones afines españolas.
Entre los estudios que Tedesco presentó, destacan aquéllos referentes al empleo de partículas metálicas nanoestructuradas destinadas a mejorar los diagnósticos por imágenes, y los vinculados con la construcción de prótesis de alta eficiencia, algunas de ellas mediante el empleo de células madre volcadas a la aplicación en ingeniería tisular para la regeneración de vasos sanguíneos, por ejemplo.
“La nanotecnología, mediante el desarrollo de nuevos sistemas de liberación controlada de fármacos, ha permitido que moléculas antes empleadas en el tratamiento de determinados tipos de patologías puedan rediseñarse y utilizarse con nuevas funciones”, declaró el investigador a Agência FAPESP.
De acuerdo con Tedesco, la combinación de fotoprocesos con el empleo de nanotecnología en la administración intravenosa o tópica de fármacos es actualmente una realidad en el tratamiento de distintos tipos de cáncer de piel, que en un 80% de los casos no son melanómicos, es decir que pueden tratarse con esa terapia. No obstante, el mismo tipo de tratamiento no se aplica al melanoma, que, por ser una lesión pigmentada (de color oscuro), absorbe todas las longitudes de onda luminosa del espectro visible.
“Normalmente, con una sola aplicación, en el 98% de los casos la enfermedad desaparece, sin cirugía ni radioterapia. El coste de este tratamiento es muy bajo: equivale a 70 reales por cada tres aplicaciones, lo que lo convierte en una opción factible de aplicación en este tipo de neoplasia”, dijo Tedesco.
El material desarrollado en el laboratorio de la USP de Ribeirão Preto está patentado desde 2002, con un registro que abarca tanto a la molécula como también a su proceso de aplicación. “Desarrollamos un fármaco clásico nanoestructurado, el ácido aminolivulenico y sus derivados, ambos aprobados por la FDA (Food and Drug Administration, por sus siglas en inglés), la entidad encargada de ello en Estados Unidos. Este mismo tipo de fármaco también ha sido aprobado y utilizado en Europa y en Japón”. En la actualidad ya existen fármacos de segunda y tercera generación para este tipo de aplicaciones que aguardan su uso en fase clínica.
Un historial vasto
En el área de oncología, las investigaciones del Centro de Nanotecnología e Ingeniería de Tejidos surgieron específicamente con la utilización de fotoprocesos aliados a la nanotecnología como forma de aplicación de esas moléculas para provocar su interacción con las células neoplásicas de manera específica en su localización, es decir, actuando directamente sobre el tumor.
“En el caso de las neoplasias, empleamos pigmentos (moléculas naturales o sintéticas) activados por la luz visible que se distribuyen por todas las células, lo que asegura que las células cancerosas pueden efectuar una mayor acumulación de esas moléculas, que es el objetivo de este tipo de fotoactivación. Con la nanotecnología, la tecnología farmacéutica pasó a contar con diversos sistemas que permiten aumentar la especificidad de la partícula que carga el fármaco cuyo destino es la célula neoplásica”.
Según Tedesco, un porcentaje de las células sanas termina siendo marcado durante el proceso, que solamente funciona terapéuticamente cuando se produce una conjunción con la fotoactivación luminosa. “La luz se aplica al cabo del tiempo de biodistribución del fármaco en la lesión, que varía según el tipo de tumor y la molécula empleada, y desencadena la acción de la molécula, produciendo una gran cantidad de radicales libres en un corto lapso de tiempo”. Este shock de radicales libres desencadena, de acuerdo con lo que apuntan sus investigaciones, una respuesta biológica que se produce durante la denominada fase oscura ‒luego de la iluminación‒ que sucede durante un lapso sumamente corto.
Con las nuevas generaciones de moléculas, que se instalan más rápidamente en la lesión, el tiempo necesario para la acción del tratamiento también disminuye. En efecto, se trata de una serie de eventos bioquímicos, fotoquímicos y fotobiológicos que en última instancia lleva a la destrucción de la masa tumoral.
Este proceso involucra la administración de la medicación seguida de la aplicación de luz en forma precisa sobre el tumor, a los efectos de lograr la fotoactivación del medicamento. Según Tedesco, la técnica es segura, pues aun cuando un tejido sano absorba la molécula difundida, no habrá ninguna alteración, ya que dicha molécula, sin la posterior aplicación de luz, es biodegradable.
En el área de oncología, la nanotecnología ha abierto un nuevo frente en la difusión de fármacos; aunque, según Tedesco, el uso sistemático de la nanotecnología aliada a los fotoprocesos se encuentra todavía en su fase inicial en nuevas áreas. “Estamos empezando a realizar los estudios de las aplicaciones de este procedimiento en órganos tales como la vejiga, la próstata y el útero, es decir, en órganos que permiten la iluminación por cavidad”.
Posibilidades de tratamiento
En su exposición en Salamanca, Tedesco se refirió también a otras vertientes de investigaciones, tales como el estudio de las enfermedades del sistema nervioso central, al cual se aboca actualmente su grupo. “Hemos desarrollado un sistema proteico polimérico para la difusión que permea la barrera hematoencefálica, lo que nos abre nuevas posibilidades, pues esa barrera es extremadamente selectiva. Con este sistema, se produce un reconocimiento de la proteína y así la barrera se abre para permitir que el fármaco incorporado penetre en el cerebro”.
El grupo de investigación está ahora direccionando el conocimiento sobre nanotecnología y fotoactivación en el área de oncología hacia el estudio de otras enfermedades, tales como el mal de Alzheimer y el de Parkinson. “En este momento estamos apuntando a desarrollar nuevos diseños nanométricos de fármacos clásicos para el tratamiento del mal de Parkinson, junto al hospital Santa Casa de São Paulo y la Universidad de Brasilia (UnB), y para el tratamiento de la epilepsia, junto a la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp)”.
Esta técnica también se está empleando en la regeneración de vasos sanguíneos, pues las zonas que desarrollan tumores hacen que los vasos que las rodean se vuelvan más porosos. “En casos de angiogénesis, cuando los vasos crecen en dirección al tumor, debemos desarrollar sistemas nanoestructurados antiangiogénicos para restaurarlos. Estas alteraciones, que llevan a un debilitamiento de los vasos debido al crecimiento del tumor, hacen que el medicamento empleado en los tratamientos de quimioterapia o fototerapia se vierta y no llegue a la masa tumoral”, de allí la necesidad regenerarlos.
Además de impedir el crecimiento de vasos en dirección al tumor, esta técnica permite restaurar vasos porosos, con lo cual el medicamento quimioterapéutico llega al tumor con precisión, amén de permitir su remoción quirúrgica en forma más segura.
“La nanotecnología funciona en la difusión de los factores antiangiogénicos (péptidos y proteínas), que son del mismo tipo de moléculas que aportamos en el desarrollo de sistemas de difusión de fármacos empleados en el tratamiento de afecciones del sistema nervioso central, es decir: todo está relativamente interrelacionado”.
La novedad, comenta Tedesco, radica en la parte de ingeniería tisular. “A partir del momento en que logro entender de qué manera la luz visible, combinada con el fármaco difundido en forma nanoestructurada, modula la respuesta tisular, logro hacer que dicho tejido presente un proceso de cicatrización más rápido, o que una piel implantada en un paciente que sufrió quemaduras tenga una integración más rápida con el tejido receptor, que es esa nueva línea de la fotobiomodulación”.
De este modo, el mismo fármaco llevaría ‒en dosis menores y con distintos tiempos de aplicación de la luz, según el coordinador‒ a la regeneración del tejido, es decir que se puede acelerar el cierre cicatricial utilizando el mismo tratamiento utilizado para el cáncer. “Estamos ahora entendiendo cómo funciona la fotobiomodulación, porque es un modelo sumamente complejo”.
Pese a las nuevas aplicaciones, la base de la investigación sigue siendo la misma: la nanotecnología aliada al uso de la luz visible y del fármaco fotosensible, en busca de respuestas moduladas. En esta línea de trabajo, la más reciente incursión del grupo de Tedesco es la investigación en el área de células madre, en cuyo marco se pretende modular procesos de diferenciación celular.
“La nanotecnología y el fotoproceso constituyen ahora herramientas cuyo objetivo es ampliar las posibilidades de tratamiento. La idea es establecer cooperaciones internacionales de modo tal que avancemos en esas investigaciones y en sus aplicaciones”.