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I+D de cápsulas farmacológicas inteligentes - DiarioMedico.com: "NANOBIOTECNOLOGÍA APLICADA A LA ONCOLOGÍA
I+D de cápsulas farmacológicas inteligentes

Una nueva generación de fármacos inteligentes capaces de llevar a cabo su actividad terapéutica sin efectos secundarios es un objetivo viable si se logra el mecanismo y las sustancias que permitan la liberación controlada en las células a tratar, y se demuestra la acción con la preclínica y clínica pertinentes. En este objetivo trabaja un equipo mixto de la Politécnica de Valencia y el CSIC en colaboración con el Valle de Hebrón, de Barcelona.

Enrique Mezquita. Valencia | 14/07/2011 00:00

Uno de los grandes retos en el abordaje de las enfermedades es conseguir mecanismos que permitan la liberación controlada de los fármacos en las zonas o células afectadas en cada caso, ya que así se optimiza su efecto y los beneficios para el paciente. Un equipo multidisciplinar de químicos, farmacéuticos y biólogos del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto de la Universidad Politécnica de Valencia y el CSIC, está trabajando en el desarrollo de cápsulas farmacológicas inteligentes basadas en derivados de zeolitas para combatir el cáncer.

Según explica a DM Pablo Botella, doctor en Farmacia y científico titular del CSIC, 'las cápsulas están formadas por una pequeña partícula de sílice mesoporosa de tamaño nanométrico, cuya superficie se funcionaliza con grupos orgánicos, dando lugar a un material híbrido orgánico-inorgánico. Posteriormente, el medicamento -camptotecina- se ancla en los citados grupos funcionales mediante un enlace químico sensible a enzimas intracelulares'.

Mecanismo de retención

Gracias a este sistema, el fármaco y el material mesoporoso viajan por el organismo y se acumulan selectivamente en las células tumorales mediante un mecanismo de retención por aumento de la permeabilidad capilar (EPR).

'En el interior de la célula, la acción específica de enzimas -carboxilasas- permite la liberación controlada y sostenida de la camptotecina, lo que conduce a la muerte celular por un mecanismo de inhibición de la enzima topoisomerasa-I. Con ello se asegura una efectividad mucho mayor que con terapia tradicional basada en derivados estructurales de la camptotecina, menos activos y con tiempos de aclarado plasmático mucho más breves, así como la ausencia total de efectos secundarios por la actividad citotóxica de la camptotecina en otros tejidos', indica Botella.

Hasta el momento, los investigadores del ITQ han aplicado estas cápsulas a escala de laboratorio en ratones -xenografts de cáncer colorrectal humano- y los resultados prometedores, publicados en el Journal of Controlled Release, han centrado la V Conferencia Internacional de la Federación Europea de Asociaciones de Zeolitas (FEZA), celebrada en Valencia y organizada por el Grupo Español de Zeolitas y el propio ITQ.

La conclusión de estos estudios, en palabras de Botella, es que 'la incorporación de camptotecina sobre una nanopartícula de material híbrido basado en sílice mesoporoso favorece la acumulación selectiva del fármaco en el tumor respecto de la administración de camptotecina libre, prolonga la actividad terapéutica del antitumoral gracias a una liberación sostenida y suprime sus efectos tóxicos'.

Retos de traslación

Botella añade que 'estamos en fase preclínica, que se realiza en colaboración con el Cibbim-Nanomedicina del Hospital Valle de Hebrón, en Barcelona. Y en este contexto es necesario mejorar la biodistribución y la farmacocinética de la forma farmacéutica. Además, debe probarse en otros modelos animales y tipos de tumores antes de considerar la aplicación en humanos'. En su opinión, 'es difícil establecer un periodo previo hasta los ensayos clínicos, pero no se espera alcanzar la fase clínica en menos de dos años'.

Botella comenta que 'los principales problemas de la administración de vehículos nanoparticulados en organismos superiores son la deficiente biodistribución, fundamentalmente por excesiva acumulación hepática, y la ausencia de estudios a largo plazo que demuestren la ausencia de toxicidad de tales nanopartículas'.

No obstante, se ha mostrado optimista sobre el futuro de este campo: 'la mejora de la estabilidad del preparado farmacéutico en medios biológicos, la incorporación de moléculas directoras a las células tumorales y la realización de estudios toxicológicos que resuelvan la ausencia total de toxicidad de tales materiales y su completa eliminación del organismo tras el tratamiento, conducirán a una nueva generación de fármacos capaces de llevar a cabo su actividad terapéutica sin efectos secundarios'.


Actividad de las cápsulas

El esquema muestra el carácter híbrido del preparado farmacéutico, con un núcleo basado en una nanopartícula de sílice y una cubierta orgánica que contiene el agente terapéutico. Abajo se muestra la evolución del crecimiento del tumor HT-29.Fluc en ratones hembra atímicos (día 22 del tratamiento) mediante imagen de bioluminiscencia. A la izquierda, el control fue administrado con suero fisiológico. A la derecha, el ratón recibió 2 inyecciones por semana de una suspensión de SNP-CPT en suero fisiológico, correspondientes a una dosis de 0,8 mg CPT/kg. Se observa la reducción significativa del desarrollo del tumor en el ratón tratado.

Las Zeolitas

Las zeolitas son silicoaluminatos cristalinos con poros estructurados de tamaño nanométrico (0,4-2 nm), lo que les permite controlar la difusión de pequeñas moléculas y, por tanto, hace viable su uso para monitorizar la liberación de fármacos. No obstante, dicho tamaño de poro resulta muy pequeño para las estructuras químicas de la mayoría de los principios activos, por lo que se están ensayando derivados de zeolitas con poros de tamaño ligeramente superior (entre 2 y 20 nm), llamados materiales mesoporosos, que son capaces de transportar pequeñas moléculas de agentes terapéuticos y grandes biomoléculas de ácidos nucleicos y proteínas.

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