Cómo activar fármacos con luz para tratar enfermedades

Cómo activar fármacos con luz para tratar enfermedades
Shutterstock / Parasolka

Enrique Ortega Forte, Universidad de Murcia

¿Alguna vez se ha preguntado qué ocurre cuando tomamos un medicamento como el ibuprofeno? Tras ingerirlo, el fármaco se desliza por la garganta y mágicamente hace desaparecer el dolor de cabeza, alivia el dolor de espalda o reduce la inflamación de un tobillo torcido. Pero ¿cómo llega el fármaco hasta donde debe actuar?

En realidad, la mayoría de los fármacos no son selectivos, sino que se distribuyen por todo el cuerpo. Cuando el ibuprofeno alcanza el torrente sanguíneo, viaja por el sistema circulatorio hasta que encuentra una zona donde se está produciendo dolor. Allí se une a sus moléculas diana, que están implicadas en la liberación de las sustancias responsables del dolor y de la inflamación. Al unirse, bloquea su acción y anula sus efectos.

Sin embargo, estas moléculas diana también participan en la producción de compuestos que protegen la mucosa gástrica. El ibuprofeno también las inhibe, haciendo vulnerable la pared del estómago.

Este es un caso típico de efecto secundario. Esto no ocurre solamente con el ibuprofeno. La mayoría de los fármacos están diseñados para provocar un efecto deseado en un lugar concreto. Pero dada su acumulación inespecífica en el organismo y la presencia de moléculas diana en otras zonas del cuerpo, prácticamente todos los medicamentos que tomamos tienen efectos secundarios.

Para solventar este problema, un nuevo enfoque ha despertado el interés de la comunidad científica. Se trata de la fotofarmacología, una disciplina emergente cuyo objetivo es desarrollar fármacos “fotosensibles” o “fotofármacos”.

Medicina a control remoto

Los fotofármacos son compuestos químicos capaces de capturar la energía de la luz. Estos compuestos no suelen presentar actividad terapéutica por sí mismos. Entonces, ¿cómo funcionan?

Cuando un haz de luz incide sobre ellos, se activan y desencadenan una serie de reacciones biológicas. En teoría, esto aportaría una ventaja tremenda porque podríamos controlar dónde, cuándo y con qué intensidad queremos tener un efecto concreto.

El uso de la luz permite controlar la acción farmacológica en el tiempo y en el espacio, como si de un interruptor se tratase: solo allí donde se aplica tienen lugar estas reacciones. Así se reducirían los efectos secundarios en el resto del cuerpo.

Fármacos enjaulados, fotointerruptores y fotosensibilizadores

Dentro de la fotofarmacología existen tres modalidades principales.

La primera de ellas se basa en el uso de “fármacos enjaulados” (photocages). Se trata de compuestos químicos que, a modo de jaula, encierran el principio activo de un medicamento dado. Cuando es irradiado con luz el medicamento se libera y recupera su actividad (Figura 1A).

Un ejemplo ilustrativo es el fotofármaco JF‑NP‑26, desarrollado recientemente por un equipo de científicos de la Universidad de Barcelona. La iluminación del fármaco induce una rotura que libera el raseglurant, un medicamento analgésico que fue descartado en ensayos clínicos por causar toxicidad en el hígado. Mediante pulsos de luz azul, los investigadores lograron controlar el dolor en ratones de laboratorio sin observar efectos secundarios en el hígado.

La segundad modalidad utiliza “fotointerruptores” (photoswitches). Estos están diseñados para que experimenten un cambio en su conformación espacial cuando son iluminados (Figura 1B). La nueva conformación permite al fotointerruptor unirse a su diana y producir el efecto farmacológico.

Un ejemplo de ellos son los azobencenos, que presentan una orientación lineal en el espacio, pero adoptan una geometría curva por efecto de la luz. En el año 2012, científicos de la Universidad de Berkeley (EE. UU.) consiguieron devolver la visión a ratones ciegos usando fotointerruptores de tipo azobenceno. En su estudio administraron fotofármacos a animales con rinitis pigmentosa, una patología que provoca la degradación de la retina. Estos azobencenos se unen a canales iónicos que se encuentran en las neuronas de la retina. Al aplicar luz ultravioleta, el cambio de conformación de lineal a curvo desbloquea los canales, restaura el impulso nervioso y, con ello, la visión de los animales invidentes.

La tercera modalidad es la “terapia fotodinámica”. A diferencia de las anteriores, esta técnica se lleva empleando con éxito en hospitales desde los años setenta, fundamentalmente para combatir el cáncer. El mecanismo también es distinto a los anteriores, pues, además del fármaco y de la luz participa un tercer elemento, el oxígeno, que está presente en el interior de nuestras células (Figura 1C).

En este caso se emplean “fármacos fotosensibilizadores” (photosensitizers). Su cometido es transferir la energía de la luz al oxígeno celular. Esta transferencia de energía activa las moléculas de oxígeno y las convierte en oxígeno reactivo, que es altamente tóxico para las células. De esta manera, solo allí donde se aplique la luz –en la zona del tumor–, se producirá este oxígeno reactivo para inducir la muerte celular. En esta terapia los fármacos más utilizados son las porfirinas, cuya eficacia clínica ha sido demostrada en ciertos tipos de cáncer de piel.

Figura 1. Diferentes modalidades de la fotofarmacología.
Fuente: Enrique Ortega-Forte, creado con Biorender.com, Author provided

Un futuro brillante

Aunque prometedora, la fotofarmacología debe afrontar varios desafíos para llegar a la clínica.

  1. Conseguir que la luz llegue a los tejidos internos del cuerpo.
  2. La toxicidad de los propios fotofármacos o su desactivación metabólica antes de alcanzar la diana.
  3. En el caso de la terapia fotodinámica –más avanzada en el uso clínico-– la fotosensibilidad a la luz del sol es uno de los grandes inconvenientes.

No obstante, los avances científicos y tecnológicos están logrando resolver estos problemas, ya sea con sondas de luz infrarroja –que tiene mayor penetración–-, desarrollando moléculas con efectos mejorados o refinando los mecanismos de fotoactivación.

Desde el cáncer hasta la ceguera, la fotofarmacología abre la puerta al tratamiento de enfermedades y minimiza los efectos secundarios. El control óptico de los procesos biológicos ha dejado ya de ser un sueño imaginado para convertirse en una realidad factible en los laboratorios.

Todavía es pronto para que estas estrategias den el salto hacia una aplicación médica consolidada. Pero cada vez estamos más cerca de ver cómo esta ciencia ilumina las medicinas del futuro.The Conversation

Enrique Ortega Forte, Investigador científico, Universidad de Murcia

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

La entrada Cómo activar fármacos con luz para tratar enfermedades se publicó primero en Viajes, opinión y curiosidades.

Ir a la fuente
Author: viajes24horas

Powered by WPeMatico