Uno de los problemas de los tratamientos contra el cáncer sigue
siendo la falta de capacidad de los métodos para diferenciar entre
células sanas y enfermas, de manera que todas se ven afectadas por el
tratamiento. El grupo de investigación de Nuevos Materiales y
Espectroscopia Supramolecular de la Facultad de Ciencia y Tecnología de
la UPV/EHU intenta dar solución a este problema mediante la utilización
de nanohidrogeles inteligentes (pequeñas partículas capaces de detectar
las células enfermas y liberar el fármaco sólo donde es necesario).
De izquierda a derecha, Leyre Pérez, Guillermo Guerrero, Carlos
Cesteros, Issa Katime, José Luis Gadea, Diana C. Ospina, Alejandro
Arzac, Alejandro Arredondo y Maite Arteche. Fotografía: Lucía Álvarez.
Los hidrogeles son polímeros en forma de red que se hinchan por
absorción pero que no se pueden disolver en ningún líquido. Este tipo
de polímeros tiene aplicaciones muy diversas. Se utilizan tanto para
hacer músculos artificiales como para capturar metales pesados de aguas
residuales.
El equipo de investigación de Nuevos Materiales y Espectroscopia
Supramolecular del departamento Química Física de la Facultad de
Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU es pionero en la investigación de
los hidrogeles y está dirigido por el Dr. Issa A. Katime, autor del
único libro editado en español sobre el tema. Actualmente están
utilizando los hidrogeles para liberar fármacos de manera controlada,
por ejemplo, en enfermos de cáncer. Su objetivo era el diseño de una
partícula capaz de detectar la ubicación del cáncer. Para ello han
desarrollado hidrogeles inteligentes capaces de detectar cambios de pH
la sangre tiene un pH de 7,4, pero en la zona donde se localiza un
cáncer el pH baja a 4,7-5,2. Dichos hidrogeles se han funcionalizado
con ácido fólico, que tiene la capacidad de detectar células
cancerígenas y engañarlas, de forma que le permiten atravesar sus
membranas: actúan como un caballo de Troya. Una vez en el interior de
la célula, el cambio de pH favorece el hinchamiento del nanohidrogel y,
con ello, la liberación del fármaco.
Pero los hidrogeles conocidos presentaban un problema para su
utilización en los pacientes: su tamaño molecular. La manera más
efectiva de administrar fármacos es por vía sanguínea, ya que la sangre
llega a todas partes en muy poco tiempo, pero no se pueden inyectar
moléculas muy grandes porque pueden obstruir las vías o provocar
problemas en el organismo como, por ejemplo, anginas de pecho e,
incluso, ataques al corazón. Es una condición imprescindible para su
uso en humanos que dichas partículas sean lo suficientemente pequeñas
como para no obstruir venas y arterias y que, además, no puedan ser
detectadas por los glóbulos blancos en cuyo caso las atacarían y les
provocarían un aumento de tamaño, y surgiría el problema comentado
anteriormente. Si dichas partículas son tan pequeñas como para
atravesar la membrana del riñón, en caso de que no detecten ninguna
célula cancerosa pueden expulsarse mediante la orina.
El problema del tamaño
El uso de nanopartículas para esos fines presenta varias
dificultades: hay que entrecruzarlas de forma controlada para crear los
nanohidrogeles, los huecos creados en la estructura de red deben tener
el tamaño necesario para transportar el fármaco, y todas las partículas
tienen que tener un tamaño parecido.
Y es que, al sintetizar polímeros se consiguen partículas de muy
distintos tamaños. Si han de inyectarse en el cuerpo humano, las
partículas no pueden alejarse mucho de los 15-30 nanómetros. Por eso,
el equipo puso a punto una técnica que permitía obtener nanopartículas
de tamaños muy parecidos.
El diseño de dichas nanópartículas ha concluido con éxito. Ahora se
están realizando las pruebas en vivo, en colaboración con los equipos
de investigación dirigidos por el Dr. José María Teijón, catedrático de
la Facultad de Medicina de la Universidad Complutense, y por el Dr.
Antonio Quintana, Catedrático de la Facultad de Medicina de la UPV/EHU.
Pero estos nanohidrogeles inteligentes no sólo sirven para combatir
el cáncer. En este momento están investigando la aplicación de
nanohidrogeles con fármacos antituberculosos. Hoy en día, los
antituberculosos más eficaces se tienen que inyectar varias veces al
día, lo que supone un problema en zonas de difícil acceso a centros
sanitarios, como las zonas subdesarrolladas.
Este equipo está diseñando un sistema con nanohidrogeles, que
contiene una mezcla de antituberculosos y que libera el medicamento de
manera controlada y constante durante largos períodos de tiempo. Pero,
en este caso, el hidrogel esta cargado con más de una sustancia, por lo
que resulta más difícil controlar la velocidad de liberación del
fármaco y su concentración. Dicho problema ha obligado al equipo a
modificar la estructura del hidrogel para adecuarla a las necesidades
particulares de ese caso.
Fuente:
UPV/EHU
