El càncer i la hipertensió arterial pulmonar són dues malalties greus que comparteixen un repte terapèutic comú: els tractaments disponibles poden ser efectius contra el teixit malalt, però sovint afecten també cèl·lules sanes.
En oncologia, aquest problema és especialment rellevant. Molts fàrmacs són capaços d’eliminar cèl·lules tumorals, però ho fan de manera indiscriminada, danyant altres teixits i òrgans. Aquesta manca de selectivitat obliga a administrar dosis elevades de medicació i comporta efectes secundaris agressius que comprometen la qualitat de vida dels pacients i, en alguns casos, poden limitar o interrompre els tractaments.
Davant d’aquest escenari, un equip investigador de la Universitat Rovira i Virgili (URV) treballa en un enfocament alternatiu: tractar només el teixit malalt i preservar al màxim la resta del cos. La recerca, iniciada el 2018, explora noves maneres de fer arribar els fàrmacs exactament allà on cal, amb l’objectiu de fer els tractaments més precisos, potencialment més curts i amb menys efectes secundaris.
El càncer és un conjunt de malalties caracteritzades pel creixement descontrolat de cèl·lules anormals. Aquestes es divideixen sense seguir els mecanismes habituals de regulació i poden formar tumors o bé disseminar-se a altres parts de l’organisme.
La hipertensió arterial pulmonar és una malaltia rara i greu que afecta els vasos sanguinis dels pulmons: les parets de les artèries pulmonars creixen i es tornen més rígides, un comportament que, segons els investigadors, recorda al d’un petit tumor. Aquest fet dificulta el pas de la sang i obliga el cor a fer un sobreesforç, amb conseqüències importants per a la salut del pacient.
DOBLE ACCIÓ: AÏLLAR EL TUMOR PER ATACAR-LO
Tot comença amb una idea del doctor Miquel Sistaré, director mèdic del projecte i CEO de SisviLab, empresa que col·labora amb el projecte: “A l’edat mitjana, quan es volia rendir una fortalesa, no sempre s’atacava directament, sinó que se l’aïllava per tallar-li els subministraments”. Aplicat a la medicina moderna, l’enfocament consisteix a rodejar el tumor o el teixit afectat per aïllar-lo de la resta del cos i actuar-hi de manera localitzada.
Per fer-ho possible, l’equip aposta per l’ús de nanocàpsules. Aquests petits contenidors, un cop dins l’organisme, tenen la capacitat de desplaçar-se lliurement fins arribar a la zona afectada, reconèixer-la i adherir-s’hi per alliberar el principi actiu que contenen.
Així doncs, aquestes càpsules no són simples contenidors passius: “Són intel·ligents i selectives i estan dissenyades per actuar només sobre el teixit malalt; un cop allà l’emboliquen i l’aïllen de la resta del cos i alliberen els principis actius per atacar-lo directament”, explica Ricard Garcia Valls, investigador del Departament d’Enginyeria Química de la URV.
Però, com ho fan les càpsules per enganxar-se on toca? En primer lloc, la seva composició fisicoquímica està dissenyada perquè només pugui adherir-se al teixit malalt, a causa de les seves característiques específiques.
Després de ser administrades, les càpsules circulen per l’organisme i, per una qüestió probabilística, acaben acumulant-se allà on poden enganxar-se, mentre passen de llarg pels teixits sans.
Hi ha també una estratègia alternativa: “Podem incorporar marcadors a aquestes càpsules, és dir, compostos que enganyen un òrgan concret perquè les reconegui i les absorbeixi”, revela Yaride Pérez Pacheco, investigadora del mateix Departament. D’aquesta manera, no només és la càpsula qui busca el teixit, sinó que és el mateix òrgan afectat qui la reclama.
FABRICAR LA CÀPSULA PERFECTA
Perquè aquest mecanisme funcioni, les càpsules han de tenir unes característiques morfològiques i fisicoquímiques molt precises —dissenyades específicament per tractar un tipus de càncer concret— així com una resistència adequada per viatjar pel cos sense obrir-se abans d’hora.
Les nanocàpsules desenvolupades per l’equip de la URV estan fabricades amb biopolímers compatibles amb l’ús mèdic i tenen una mida d’entre 200 i 300 nanòmetres, comparable a la d’un virus i inferior a la d’una cèl·lula sanguínia. Aquesta escala tan petita és imprescindible perquè puguin circular pel cos sense quedar retingudes en òrgans com el fetge o el pàncrees.
Com que qualsevol variació en la morfologia i la composició de les càpsules pot afectar el seu comportament dins l’organisme, l’equip ha dedicat bona part de la recerca a perfeccionar el procés de fabricació.
“Produïm les nanocàpsules mitjançant un procés d’atomització”, indica Joan Rosell, investigador del Departament d’Enginyeria Química, i en detalla el procediment: “Una solució líquida es nebulitza en un ambient controlat, transformant-la en un núvol de gotes molt fines; aquestes gotes s’assequen ràpidament i es recullen en forma de partícules sòlides”.
TRACTAMENTS MÉS EFECTIUS I MENYS EFECTES SECUNDARIS
El principal avantatge d’aquest enfocament respecte als tractaments oncològics tradicionals és que permet administrar dosis molt menors de medicació, ja que el fàrmac es dirigeix exclusivament al lloc on ha d’actuar. Segons els investigadors, plantejaments com aquest tenen potencial per reduir la durada dels tractaments i, a causa de la focalització del fàrmac, minvar en gran manera els efectes secundaris.
Alhora, destaquen que aquesta estratègia podria ampliar el ventall de pacients aptes per a determinats tractaments, incloent-hi infants, dones embarassades o persones amb altres patologies, en qui els efectes adversos dels tractaments convencionals són especialment problemàtics.
També obre la porta a recuperar fàrmacs que, tot i ser molt efectius contra el càncer, han estat descartats fins ara perquè resultaven massa agressius per al teixit sa.
Després de set anys de recerca, l’equip ha aconseguit un alt nivell de control sobre la qualitat i la composició de les nanocàpsules. Fins ara, han dut a terme proves in vitro —és a dir, experiments en cèl·lules en condicions de laboratori— amb resultats positius que indiquen que la tècnica funciona i té potencial.
Actualment, el projecte entra en una nova fase amb l’inici de les primeres proves in vivo en models animals. Paral·lelament, l’equip ha començat a escalar la producció de nanocàpsules, un pas necessari per disposar de quantitat suficient per a aquests estudis, tot i que les dosis requerides continuen sent molt baixes.
Equip investigador implicat, d’esquerra a dreta: Miquel Sistaré, Yaride Pérez Pacheco, Joan Rosell Llompart i Ricard Garcia Valls.
Tot i això, reconeixen que el desenvolupament d’aquesta tecnologia és una “cursa de fons” i que encara queda un llarg camí per recórrer fins a la formulació final d’un producte farmacèutic, aquest podria adoptar diverses formes segons la patologia a tractar: administració intravenosa mitjançant sèrum, molt utilitzat en administracions hospitalàries; inhaladors i nebulitzadors, que permetrien aplicar les nanocàpsules directament a l’aparell respiratori; o fins i tot comprimits administrables per via oral.
Finalment, els investigadors subratllen que aquesta tecnologia no es limita al càncer o a la hipertensió pulmonar, i té potencial per tractar altres patologies: “El mateix principi podria aplicar-se a altres malalties com, per exemple, les infeccions; en aquest cas ens permetria dirigir els antibiòtics exclusivament al focus”. En un context marcat pel creixent problema de la resistència als antibiòtics, aquesta aproximació podria contribuir a reduir-ne l’ús indiscriminat.