• En el Instituto de Biotecnología
de la UNAM, Rafael Vázquez Duhalt desarrolla partículas
pseudovirales con actividad enzimática que transportan y
mejoran la calidad de fármacos dirigidos a tumores
• Su investigación básica se inscribe en la
nanomedicina, aplicación médica de los nanomateriales,
en este caso, para el suministro dirigido de medicamentos
Para hacer más efectiva la quimioterapia
contra el cáncer, Rafael Vázquez Duhalt, del Instituto
de Biotecnología (IBt) de la UNAM, diseña y produce
en su laboratorio nanoesferas que transportan y mejoran, mediante
actividad enzimática, los fármacos dirigidos a tumores.
“Desarrollamos un material nanoestructurado
con fines terapéuticos. Se trata de hacer eficiente la acción
de los compuestos que se utilizan como fármacos anticancerígenos.
La idea es que estas nanopartículas virales lleven actividad
enzimática para que la quimioterapia sea mucho menos agresiva
y más eficiente”, explicó el ingeniero químico
industrial, maestro en química analítica del medio ambiente
y doctor en ciencias biológicas.
Partículas pseudovirales
En el Departamento de Ingeniería Celular
y Biocatálisis del IBt, Vázquez Duhalt y sus colaboradores,
Lorena Sánchez y Laura Palomares, diseñan y producen
las partículas pseudovirales. “Son cápsides virales,
sin contenido de ácidos nucleicos, es decir, sin capacidad
de infección, pero sirven como vehículos para llevar
una actividad enzimática a un tejido deseado”, precisó.
La investigación se inscribe en la
nanomedicina, que es la aplicación médica de los nanomateriales.
El científico y su grupo ensayan el suministro controlado de
fármacos, enfocado en maximizar la biodisponibilidad en partes
específicas del cuerpo y en periodos de tiempo adecuados.
Lo que transportan, previó, no es
el medicamento, sino una enzima capaz de transformar un “profármaco”
en un compuesto activo en el tejido deseado. “Éste es
el trabajo de tesis doctoral de Lorena Sánchez Sánchez,
maestra en ciencias, de gran potencial para su uso en quimioterapia”,
precisó.
“Desarrollamos vehículos nanométricos
que los acarreen hasta el tejido, para ahí liberarlo de manera
controlada”, comentó.
Proceso en laboratorio
La “materia prima” de las nanoesferas
son las proteínas virales VP6 de Rotavirus, y VP1 de Poliomavirus
murino.
“El gen de la proteína VP1 ha
sido clonado en una bacteria y ésta la produce de manera eficiente,
así que es una proteína heteróloga que tiene
la capacidad de autoensamblarse de manera espontánea y formar
nanoesferas”, explicó.
Las cápsides virales se generan en
el laboratorio, con el aprovechamiento de la propiedad natural de
autoensamblaje que tienen los virus. Primero, se producen en cantidades
suficientes las proteínas (una o varias), que constituyen las
cápisdes.
“La producción se realiza por
medio de la clonación del gen que codifica la proteína
en un microorganismo de producción industrial. Esta proteína
se utiliza en su forma monomérica, es decir, desensamblada.
Ahí se conjuga químicamente con la enzima que se desea
encapsular.
“En nuestro caso, se trata de un citocromo
P450. Con el ajuste de las proporciones de proteína viral conjugada
y libre, se someten a las condiciones en las que las proteínas
se ensamblan y forman una nanoesfera que contiene en su interior la
enzima activa”, detalló Vázquez Duhalt.
La mayoría de los compuestos empleados
en la quimioterapia son profármacos inactivos, que funcionan
en el momento que un citocromo P450 los transforma en los verdaderos
medicamentos. Desafortunadamente, muchos de los tejidos del organismo
humano tienen citocromo P450, así que los profármacos
se activan en todo el cuerpo y causan efectos secundarios.
“Nuestra idea es aumentar la actividad
del P450, específicamente en el tumor canceroso, y así
disminuir las dosis, aumentar la eficiencia del tratamiento y, sobre
todo, disminuir al máximo los efectos secundarios”, añadió.
Existen cánceres en tejidos, como
el de colon, donde hay poca actividad P450, y se tienen que usar dosis
más altas para eliminar el tumor, lo que causa toxicidad en
el cuerpo. “Si pudiéramos llevar aquélla a ese
sitio, las sustancias utilizadas en la quimioterapia serían
más eficientes a dosis menores”, consideró.
El investigador del IBt explicó que
existen varios tipos de citocromos P450 y los fármacos han
sido diseñados para que una o varias de estas enzimas los transformen
y activen. “Según el compuesto podrían diseñarse
las nanopartículas, o según estas últimas, los
fármacos. La idea es llevar la capacidad activadora al tumor
y así aumentar la eficiencia, con lo que se evitarían
efectos tóxicos en otros tejidos”.
Dirigir el vehículo
En este proceso, la partícula pseudoviral
es el vehículo que, a futuro, llevaría la medicación
al organismo de los pacientes.
“Para dirigirla, se debe modificar
su superficie de dos maneras: la primera, con algún polímero
biocompatible que inhiba la actividad inmunogénica de las proteínas,
y la segunda, con moléculas que puedan ser reconocidas específicamente
por la células del tumor o el tejido blanco”, precisó.
Vázquez Duhalt añadió
que, una vez superados esos desafíos, las nanopartículas
se podrían inyectar en el torrente sanguíneo y luego
se concentrarían en el tumor. A un año de iniciada esta
línea de estudio, aún es largo el camino para llegar
a pacientes humanos.
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