Nanomedicina basada en péptidos administrados por vía oral para tratar múltiples afecciones
La industria farmacéutica confía cada vez más en la potencia de las moléculas biológicas, entre ellas los péptidos, para tratar enfermedades complejas. No obstante, una de las principales limitaciones de este tipo de fármacos es que deben inyectarse. La administración oral de medicamentos es la más eficaz y la que presenta un mayor cumplimiento del tratamiento por parte del paciente, pero los obstáculos que genera el ecosistema gastrointestinal son difíciles de superar. El proyecto financiado con fondos europeos TRANS-INT (New Oral Nanomedicines: Transporting Therapeutic Macromolecules across the Intestinal Barrier) se propuso superar estos obstáculos recabando más información sobre los mecanismos subyacentes. El equipo identificó propiedades fundamentales de la interacción entre los nanomateriales y el intestino, como la inestabilidad de los fluidos intestinales que contienen enzimas, la mucointeracción y el transporte transepitelial. Los conocimientos obtenidos dieron lugar a nanoportadores prototipo para la administración oral de fármacos capaces de superar obstáculos biológicos y formulaciones de péptidos y proteínas terapéuticos con los que tratar enfermedades con un elevado impacto socioeconómico. Prototipos de nanoportador El tubo digestivo en su conjunto es un obstáculo de primer orden para la administración oral de péptidos. Envolver un péptido farmacológico en una formulación dependiente del pH garantiza que llegue a pasar por el estómago. No obstante, esta formulación se degrada rápidamente en aminoácidos cuando alcanza el intestino delgado y queda inactiva. Incluso aunque se protegiesen las moléculas peptídicas contra la degradación, no lograrían atravesar la mucosa intestinal a causa de su elevado tamaño e hidrosolubilidad. «Los intentos previos destinados a utilizar nanotecnología para mejorar la administración oral de péptidos se basaron en métodos de ensayo y error», explica la coordinadora del proyecto, la profesora Maria José Alonso. «Esto se debe a que no existe demasiada información sobre la interacción de los nanomateriales con el entorno gastrointestinal y a que no se han realizado suficientes investigaciones sobre nanoencapsulación y administración controlada. Nuestro objetivo fue emplear esta información para diseñar nanoportadores capaces de administrar péptidos por vía oral que actúen de forma local en el intestino o a través del torrente sanguíneo». Para superar estos obstáculos biológicos, el proyecto TRANS-INT creó nanoportadores a medida modificando la organización estructural de sus componentes específicos. Por ejemplo, algunos de los nanoportadores modificados contenían mejoradores de la penetración como los oligómeros y los polímeros catiónicos, los surfactantes y los lípidos. A otros se les protegió con recubrimientos poliméricos hidrófilos (por ejemplo, polietilenglicol) que evitan la degradación de la carga peptídica y evitan interacciones con proteínas enzimáticas y facilitan la penetración en la mucosa. La interacción entre los nanoportadores y el tejido epitelial se moduló mediante el ajuste de su tamaño y composición. El equipo observó que la mayoría de los nanoportadores estudiados son poco tóxicos para las células (citotoxicidad) y los nanoportadores seleccionados presentaban una toxicidad muy baja para el sistema inmunitario de ratones. En una de las tandas de experimentos, TRANS-INT descubrió que los prototipos seleccionados cargados con insulina ofrecían respuestas farmacológicas positivas en ratas diabéticas y sanas. No obstante, en la mayoría de los casos, esta respuesta fluctuaba y dependía en gran medida de las condiciones del experimento (distintos modelos de animales y protocolos de administración). Una de las formulaciones ofreció respuestas homogéneas y repetibles, y se procedió a su estudio en cerdos. Estos resultados ponen de manifiesto el principal reto del proyecto consistente en «dotar a los nanoportadores con las propiedades deseadas que les permitan superar los obstáculos biológicos a la vez que conservan una carga farmacológica suficiente y la administran de manera controlada», resume la profesora Alonso. Hacia el desarrollo clínico El conocimiento generado en el proyecto contribuirá a que la industria farmacéutica diseñe formulaciones más eficaces para los péptidos farmacológicos. Tal y como indica la profesora Alonso: «Estas tecnologías resultarían positivas para enfermedades sistémicas crónicas como la diabetes, la obesidad y el dolor crónico, todas ellas estudiadas en TRANS-INT. Además, en un futuro próximo, el tratamiento de enfermedades localizadas como las enfermedades intestinales podría mejorar enormemente con la nanotecnología dirigida». Varios socios de TRANS-INT han llevado los resultados del proyecto más allá y, actualmente, están sometiendo prototipos a una fase de desarrollo preclínica con la esperanza de elegir uno para un posterior desarrollo clínico que conduzca a uno o más nanofármacos peptídicos orales.
Palabras clave
TRANS-INT, péptidos, nanomedicina, oral, diabetes, obesidad, dolor crónico, enfermedades, tejido epitelial, prototipo, gastrointestinal, nanoportador
