Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), ubicado en Baja California, está llevando a cabo un innovador proyecto que promete transformar el diagnóstico y tratamiento de diversas enfermedades neurológicas y neurodegenerativas, incluyendo el Parkinson, el Alzheimer, la epilepsia, la esclerosis múltiple y ciertos tipos de cáncer. Este esfuerzo, dirigido por científicos del Centro de Nanociencias y Nanotecnología (CNyN) de la UNAM, tiene como objetivo desarrollar una tecnología basada en la utilización de virus de plantas y bacterias como vehículos orgánicos de nanopartículas, que oscilan entre los 20 y 60 nanómetros, capaces de transportar y liberar medicamentos de manera específica en tumores o tejidos dañados del organismo.
Los expertos enfatizan que esta innovadora aproximación abre la puerta a la implementación de técnicas de teragnóstico, un enfoque que combina diagnóstico y tratamiento para identificar y atacar células enfermas de manera simultánea. Uno de los mayores desafíos en el campo de la neuromedicina es atravesar la barrera hematoencefálica, una estructura protectora del cerebro que limita la entrada de sustancias, lo que dificulta la eficacia de los tratamientos.
Superando barreras en el tratamiento neurológico
Rafael Vázquez Duhalt, investigador del CNyN, explica que esta barrera permite que solo entre entre el 0.2% y el 2% del medicamento administrado al organismo acceda al cerebro. Actualmente, para asegurar que los tratamientos alcancen los tejidos cerebrales afectados, se utilizan terapias sistémicas que implican dosis elevadas de medicamentos. Sin embargo, este enfoque no solo reduce la efectividad de los fármacos, sino que también puede provocar efectos secundarios adversos al exponer órganos sanos a sustancias dañinas.
El equipo de la UNAM se propone resolver este problema mediante el desarrollo de nanopartículas elaboradas a partir de virus de plantas y bacteriófagos, que son virus específicos que infectan bacterias. Estas nanopartículas destacan por su seguridad y biocompatibilidad con el organismo humano. Rubén Darío Cadena, otro investigador del CNyN, destaca que para crear estos nanovehículos, los científicos aprovechan las propiedades naturales de las proteínas que recubren el material viral y reemplazan el material genético infeccioso por medicamentos.
“Mimetizamos lo que hacen naturalmente. Los virus son estructuras de proteínas a escala nanométrica que contienen material genético en su interior. Nosotros eliminamos ese contenido infeccioso y lo sustituimos por fármacos. El resultado es una partícula tipo virus (VLPs)”, explica Cadena. La cápside, que es la capa proteica que recubre la partícula, protege la molécula terapéutica y previene su degradación.
Innovaciones en tratamientos oncológicos
Una de las características más significativas de esta tecnología es que, tras la fabricación de las partículas, los investigadores utilizan técnicas de bionanotecnología para modificar su superficie e incorporar moléculas que faciliten su reconocimiento por la barrera hematoencefálica, favoreciendo así su acceso al cerebro. Vázquez Duhalt resalta que “esta tecnología permite entregar el fármaco a un organelo específico, como la mitocondria, lo que significa que podemos reducir las dosis y dirigir los tratamientos a donde son necesarios. Se trata de una medicina mucho más inteligente, y ya está en desarrollo”.
Además, los investigadores creen que las propiedades de estas nanopartículas podrían potenciar los tratamientos contra el cáncer y facilitar el desarrollo de terapias que prevengan recaídas. Kanchan Chauhan, jefa del Departamento de Bionanotecnología del CNyN, menciona que los tumores están compuestos por diversos tipos de células que activan mecanismos de resistencia a los medicamentos. Para contrarrestar este fenómeno, los científicos están explorando la combinación de diferentes tratamientos en una sola nanopartícula para atacar el cáncer de forma más eficaz.
Perspectivas prometedoras para la terapia fotodinámica
Chauhan explica que “si las células cancerígenas son atacadas con una única estrategia, pueden sobrevivir a través de otros mecanismos. Por eso, nuestra intención es combinarlas para disminuir los problemas de recurrencia y resistencia al tratamiento”. En esta línea, los investigadores también están analizando el transporte efectivo de profármacos, que son medicamentos utilizados en quimioterapia que requieren transformación metabólica para activarse dentro del organismo.
Esta conversión depende de una familia de enzimas que son menos abundantes en la región tumoral en comparación con el hígado, lo que significa que gran parte del profármaco se metaboliza en este órgano antes de alcanzar el tumor, reduciendo así su efectividad. Para abordar este desafío, el equipo de la UNAM propone desarrollar nanovehículos que transporten terapias diseñadas para agrupar los biocatalizadores encargados de activar el profármaco, optimizando su acción en la zona tumoral.
Avances en investigación y futuro prometedor
Los resultados preliminares en células de laboratorio han mostrado que la dosis de ciertos medicamentos pudo reducirse hasta una sexta parte de la cantidad utilizada inicialmente, mientras que los tumores experimentaron una disminución del 50%. Estos alentadores hallazgos han llevado al equipo a investigar también la terapia fotodinámica, que implica incorporar al nanovehículo tintes, puntos cuánticos de carbono o moléculas fotosensibles que, al ser iluminadas con determinadas longitudes de onda, provocan reacciones dañinas para las células cancerosas.
Las sustancias fotosensibles también poseen propiedades fluorescentes que permiten su visualización a través de microscopía, facilitando el seguimiento del recorrido de los nanovehículos dentro de las células. En el futuro, estas características podrían abrir nuevas alternativas para la localización de células enfermas, la obtención de imágenes de tejidos y la realización de diagnósticos y tratamientos de manera simultánea.
Aunque los nanovehículos están en fase experimental, con todas las pruebas realizadas hasta ahora in vitro, el equipo se prepara para iniciar ensayos con modelos animales. A pesar de que aún queda por demostrar su eficacia y seguridad en etapas posteriores de investigación, las nanopartículas modificadas ya cuentan con dos patentes nacionales y una internacional.
El camino hacia la aplicación clínica de esta tecnología podría llevar varios años. Sin embargo, Rubén Cadena afirma que el objetivo del equipo es reducir costos y ofrecer nuevas herramientas para el desarrollo de pruebas diagnósticas accesibles, contribuyendo así a la solución de problemas de salud en el país y mejorando la calidad de vida de las personas, aunque este proceso requiera tiempo y el cumplimiento de estrictas regulaciones para su llegada a las farmacias.
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