La fotofarmacología es una de las áreas emergentes de la ciencia que se encarga de estudiar el desarrollo de fármacos activados por luz. Con un recorrido de apenas una década, las terapias basadas en el uso de fármacos fotosensibles abren una senda hacia el diseño de tratamientos más precisos y con menos efectos secundarios. Para arrojar luz sobre esta materia, la Fundación La Caixa ha reunido a varios expertos que han presentado sus investigaciones sobre el diseño de estos medicamentos en el tratamiento de los infartos o enfermedades oculares.
La ventaja de los fotofármacos es que son compuestos químicos que en estado natural no suelen tener acción terapéutica. Se administran inactivos, pero una vez expuestos a luz modifican su estructura y actividad biológica. Suponen un terapia más segura que evita efectos secundarios derivados de una acción no deseada en otros tejidos y órganos. Esto es posible porque los interruptores moleculares permiten activar el fármaco que, una vez iluminado, actúa sin atacar a las células sanas. De esta manera la activación del fármaco no sólo se focaliza en una zona concreta, también se puede elegir el momento adecuado —con la intensidad y la duración deseada—.
Esta última es otra diferencia importante porque en el fármaco convencional no hay forma de controlar su camino metabólico, mientras en los fotosensibles la luz sirve para dirigir la actividad farmacológica; con las implicaciones que eso conlleva, como detener su acción en el cuerpo, aumentar las dosis activas o restringir su uso, entre otras. El objetivo es dar respuesta a las necesidades que surgen cuando un fármaco convencional no actúa adecuadamente.
La fotofarmacología pretende, en gran medida, crear un fármaco análogo a uno ya existente, pero que sea sensible a a luz. Aprovecha una eficacia demostrada y proporciona un plus de precisión. Como explican los expertos, los tratamientos más avanzados en este campo son aquellos que no requieren dispositivos de iluminación, como los empleados en la retina o en la piel. Cuando se necesitan dos canales, una molécula y fuente de iluminación específica implantable, es más complejo: hay que compaginar ingeniería y farmacología.
Tratamiento contra la ceguera
Núria Camarero Palao, investigadora del grupo de Nanosondas y Nanoconmutadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), trabaja en desarrollar fármacos que permitan restablecer la visión en pacientes con enfermedades genéticas como la retinitis pigmentosa. Una dolencia que produce que células importantes de la retina se degeneran progresivamente y desaparecen. A pesar de ello, las neuronas que transmiten la señal luminosa al cerebro quedan indemnes. “Queremos aprovechar que esta red se mantiene intacta para hacerla sensible a la luz, así podrán transmitir la señal eléctrica al cerebro y permitir la visión a pesar de no tener los fotoreceptores“, explica Camarero.
Este tratamiento tiene la ventaja de no necesitar un dispositivo adicional para generar luz, con la ambiental sería suficiente para activar el fármaco. Además, se puede modificar la estructura de los interruptores fotosensibles y hacerlos activables a luces de diferente longitud de onda. En este caso, comenta la investigadora, lo ideal es que se pueda administrar por vía tópica a través de un colirio.
Por ahora las pruebas en laboratorio con roedores han permitido probar que esta administración hace sensibles a la luz las neuronas que han perdido el contacto con los receptores. “Queremos testarlo con animales fisiológicamente más parecidos a humanos como los cerdos. No sabemos hasta qué punto la agudeza visual está recuperada, pero sí que han recuperado la visión. Los resultados son esperanzadores”, comenta.
Terapias para enfermedades cardiovasculares
Amadeu Llebaria, jefe del grupo de Química Médica del Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC-CSIC), investiga tratamientos contra contra enfermedades cardiovasculares para abordar, entre otros, el daño miocárdico por reperfusión. Esto sucede cuando la sangre, con altos niveles de oxígeno, entra en contacto con una zona en estado hipóxico. Al recuperar la circulación y propiciar la llegada de sangre a las células isquémicas estas pueden entrar “en shock metabólico, molecular y biológico al no poder soportar el cambio de estado”. Si bien el tratamiento salva la vida del paciente infartado, algunas zonas del corazón resultan dañadas. “La idea es recuperar esas zonas”, cuenta Llebaria.
La clave está en inhibir el receptor de los cardiomiocitos en las zonas dañadas, que son las que producen los desequilibrios iónicos calcio-sodio previos al shock, en lugar de un fármaco convencional que inhibe también los receptores de las zonas no dañadas y que son necesarios para el funcionamiento del corazón. “El objetivo es aplicar luz en un tiempo determinado, recuperar la normalidad y detenerlo después. Podemos parar el fármaco y ajustar el tiempo a las necesidades de la situación de cada paciente. Con un fármaco convencional no podríamos”, argumenta.
Por ahora están en la fase de desarrollo de las moléculas inhibidoras del intercambio calcio-sodio. Con la dificultad añadida de que, a diferencia de la retina que está preparada para recibir luz, el corazón necesita de un dispositivo de angioplastia que administre fármaco y luz. “El proyecto se encuentra en un estadio inicial”, comenta, pero ya tienen un prototipo de catéter que lleva incorporado fibra óptica para controlar la iluminación en el corazón.
