El cáncer y la hipertensión arterial pulmonar son dos enfermedades graves que comparten un reto terapéutico común: los tratamientos disponibles pueden ser efectivos contra el tejido enfermo, pero a menudo afectan también a células sanas.
En oncología, este problema es especialmente relevante. Muchos fármacos son capaces de eliminar células tumorales, pero lo hacen de manera indiscriminada, dañando otros tejidos y órganos. Esta falta de selectividad obliga a administrar dosis elevadas de medicación y comporta efectos secundarios agresivos que comprometen la calidad de vida de los pacientes y, en algunos casos, pueden limitar o interrumpir los tratamientos.
Ante este escenario, un equipo investigador de la Universitat Rovira i Virgili (URV) trabaja en un enfoque alternativo: tratar solo el tejido enfermo y preservar al máximo el resto del cuerpo. La investigación, iniciada en 2018, explora nuevas maneras de hacer llegar los fármacos exactamente allí donde es necesario, con el objetivo de hacer los tratamientos más precisos, potencialmente más cortos y con menos efectos secundarios.
El cáncer es un conjunto de enfermedades caracterizadas por el crecimiento descontrolado de células anormales. Estas se dividen sin seguir los mecanismos habituales de regulación y pueden formar tumores o bien diseminarse a otras partes del organismo.
La hipertensión arterial pulmonar es una enfermedad rara y grave que afecta los vasos sanguíneos de los pulmones: las paredes de las arterias pulmonares crecen y se vuelven más rígidas, un comportamiento que, según los investigadores, recuerda al de un pequeño tumor. Este hecho dificulta el paso de la sangre y obliga al corazón a hacer un sobreesfuerzo, con consecuencias importantes para la salud del paciente.
DOBLE ACCIÓN: AISLAR EL TUMOR PARA ATACARLO
Todo comienza con una idea del doctor Miquel Sistaré, director médico del proyecto y CEO de SisviLab, empresa que colabora con el proyecto: “En la edad media, cuando se quería rendir una fortaleza, no siempre se atacaba directamente, sino que se la aislaba para cortarle los suministros”. Aplicado a la medicina moderna, el enfoque consiste en rodear el tumor o el tejido afectado para aislarlo del resto del cuerpo y actuar sobre él de manera localizada.
Para hacerlo posible, el equipo apuesta por el uso de nanocápsulas. Estos pequeños contenedores, una vez dentro del organismo, tienen la capacidad de desplazarse libremente hasta llegar a la zona afectada, reconocerla y adherirse a ella para liberar el principio activo que contienen.
Así pues, estas cápsulas no son simples contenedores pasivos: “Son inteligentes y selectivas y están diseñadas para actuar solo sobre el tejido enfermo; una vez allí lo envuelven y lo aíslan del resto del cuerpo y liberan los principios activos para atacarlo directamente”, explica Ricard Garcia Valls, investigador del Departamento de Ingeniería Química de la URV.
Pero, ¿cómo hacen las cápsulas para adherirse donde toca? En primer lugar, su composición fisicoquímica está diseñada para que solo pueda adherirse al tejido enfermo, debido a sus características específicas.
Después de ser administradas, las cápsulas circulan por el organismo y, por una cuestión probabilística, acaban acumulándose allí donde pueden engancharse, mientras pasan de largo por los tejidos sanos.
Hay también una estrategia alternativa: “Podemos incorporar marcadores a estas cápsulas, es decir, compuestos que engañan a un órgano concreto para que las reconozca y las absorba”, revela Yaride Pérez Pacheco, investigadora del mismo Departamento. De esta manera, no solo es la cápsula quien busca el tejido, sino que es el mismo órgano afectado quien la reclama.
FABRICAR LA CÁPSULA PERFECTA
Para que este mecanismo funcione, las cápsulas deben tener unas características morfológicas y fisicoquímicas muy precisas —diseñadas específicamente para tratar un tipo de cáncer concreto— así como una resistencia adecuada para viajar por el cuerpo sin abrirse antes de tiempo.
Las nanocápsulas desarrolladas por el equipo de la URV están fabricadas con biopolímeros compatibles con el uso médico y tienen un tamaño de entre 200 y 300 nanómetros, comparable al de un virus e inferior al de una célula sanguínea. Esta escala tan pequeña es imprescindible para que puedan circular por el cuerpo sin quedar retenidas en órganos como el hígado o el páncreas.
Dado que cualquier variación en la morfología y la composición de las cápsulas puede afectar su comportamiento dentro del organismo, el equipo ha dedicado buena parte de la investigación a perfeccionar el proceso de fabricación.
“Producimos las nanocápsulas mediante un proceso de atomización”, indica Joan Rosell, investigador del Departamento de Ingeniería Química, y detalla el procedimiento: “Una solución líquida se nebuliza en un ambiente controlado, transformándola en una nube de gotas muy finas; estas gotas se secan rápidamente y se recogen en forma de partículas sólidas”.
TRATAMIENTOS MÁS EFECTIVOS Y MENOS EFECTOS SECUNDARIOS
La principal ventaja de este enfoque respecto a los tratamientos oncológicos tradicionales es que permite administrar dosis muy menores de medicación, ya que el fármaco se dirige exclusivamente al lugar donde ha de actuar. Según los investigadores, planteamientos como este tienen potencial para reducir la duración de los tratamientos y, debido a la focalización del fármaco, disminuir en gran medida los efectos secundarios.
Al mismo tiempo, destacan que esta estrategia podría ampliar el abanico de pacientes aptos para determinados tratamientos, incluyéndose niños, mujeres embarazadas o personas con otras patologías, en quienes los efectos adversos de los tratamientos convencionales son especialmente problemáticos.
También abre la puerta a recuperar fármacos que, a pesar de ser muy efectivos contra el cáncer, han sido descartados hasta ahora porque resultaban demasiado agresivos para el tejido sano.
Después de siete años de investigación, el equipo ha conseguido un alto nivel de control sobre la calidad y la composición de las nanocápsulas. Hasta ahora, han llevado a cabo pruebas in vitro —es decir, experimentos en células en condiciones de laboratorio— con resultados positivos que indican que la técnica funciona y tiene potencial.
Actualmente, el proyecto entra en una nueva fase con el inicio de las primeras pruebas in vivo en modelos animales. Paralelamente, el equipo ha comenzado a escalar la producción de nanocápsulas, un paso necesario para disponer de cantidad suficiente para estos estudios, aunque las dosis requeridas continúan siendo muy bajas.
Equipo investigador implicado, de izquierda a derecha: Miquel Sistaré, Yaride Pérez Pacheco, Joan Rosell Llompart y Ricard Garcia Valls.
A pesar de ello, reconocen que el desarrollo de esta tecnología es una “carrera de fondo” y que todavía queda un largo camino por recorrer hasta la formulación final de un producto farmacéutico, este podría adoptar diversas formas según la patología a tratar: administración intravenosa mediante suero, muy utilizado en administraciones hospitalarias; inhaladores y nebulizadores, que permitirían aplicar las nanocápsulas directamente al aparato respiratorio; o incluso comprimidos administrables por vía oral.
Finalmente, los investigadores subrayan que esta tecnología no se limita al cáncer o a la hipertensión pulmonar, y tiene potencial para tratar otras patologías: “El mismo principio podría aplicarse a otras enfermedades como, por ejemplo, las infecciones; en este caso nos permitiría dirigir los antibióticos exclusivamente al foco”. En un contexto marcado por el creciente problema de la resistencia a los antibióticos, esta aproximación podría contribuir a reducir su uso indiscriminado.