Por: Daniela Nataly Díaz Zepeda*, Héctor Iván Meléndez Ortiz**, Rebeca Betancourt Galindo**, Bertha Alicia Puente Urbina**.
* Maestra en Ciencias en Ingeniería y Física Biomédicas por el CINVESTAV, actualmente cursa estudios de Doctorado en el Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), coordinacion.posgrado@ciqa.edu.mx
**Departamento de Materiales Avanzados del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), griselda.castruita@ciqa.edu.mx
El cáncer se encuentra entre las tres primeras causas de muerte en México, cobrando la vida de alrededor de 100,000 personas cada año.
La quimioterapia es uno de los tratamientos más utilizados contra esta enfermedad; sin embargo, su mayor inconveniente es que mata células sanas y malignas por igual, afectando negativamente la calidad y expectativa de vida del paciente.
Las terapias dirigidas son una alternativa prometedora a la quimioterapia.
Estas se basan en liberar fármacos selectivamente, es decir sólo en células cancerígenas, mitigando el daño hacia el tejido sano.
Algunos polímeros sintéticos, son excelentes candidatos para ser empleados como agentes guía en este tipo de terapias. A continuación, entenderás por qué.
Los polímeros son macromoléculas cuya estructura asemeja cadenas conformadas por miles de unidades repetitivas.
Dentro de esta amplia gama de macromoléculas se encuentran los polímeros estímulo-sensibles, que son susceptibles a contraer o expandir abruptamente sus estructuras, como respuesta a un cambio en las condiciones de su entorno.
Este cambio, denominado estímulo, puede ser una diferencia en el pH, temperatura, inducción de ondas electromagnéticas o la presencia de ciertas sustancias químicas.
Los polímeros estímulo-sensibles resultan atractivos para su aplicación en el campo de la medicina, como acarreadores de fármacos, pues se han encontrado algunos con un rango de respuesta que coincide con las condiciones del cuerpo humano.
Como consecuencia de su metabolismo dañado, el entorno de las células cancerígenas es diferente al entorno de las células sanas.
El medio alrededor de un tumor maligno resulta ser más ácido (pH menor al fisiológico de la sangre o tejido normal el cual es 7.4), con una temperatura ligeramente elevada y bajos niveles de oxígeno.
Estas diferencias se aprovechan como punto de partida para el diseño de terapias dirigidas contra el cáncer.
Reuniendo las piezas clave: características distintivas del ambiente tumoral, un polímero estímulo-sensible con respuesta a este ambiente y un fármaco capaz de matar a las células cancerígenas, es posible formular un sistema liberador de fármacos dirigido al tejido maligno.
El mecanismo mediante el cual el polímero libera el fármaco al llegar a la zona del estímulo se ilustra en la Figura 1. Inicialmente, tenemos un fármaco, protegido por las cadenas poliméricas.
En el momento en que el polímero entra en contacto con el estímulo, se da un cambio repentino en las interacciones electrostáticas del mismo y con el entorno, que hace que las cadenas poliméricas se abran o contraigan, impulsando la salida del fármaco.
Figura 1. Mecanismo de liberación de un fármaco por un polímero estímulo-sensible.
(Creado con BioRender.com)
Algunos de los polímeros estímulo-sensibles que se investigan por su respuesta al pH son:
el ácido poliacrílico, ácido polimetacrílico y la poli(4-vinilpiridina), por su respuesta a la temperatura: la poli(N-vinil caprolactama) y poli(N-isopropilacrilamida).
Los polímeros mencionados cuentan con distintos valores de respuesta, todos dentro del rango fisiológico.
Investigar diferentes polímeros permite diseñar sistemas que ataquen diferentes tipos de cáncer, pues el ambiente tumoral también tiende a variar, según el tejido.
Recientemente, se han propuesto sistemas multi-estímulo sensibles, creando combinaciones de polímeros, con lo que se busca un mejor control en el suministro del fármaco.
Aunque actualmente se investigan tratamientos más sofisticados, como terapias dirigidas basadas en marcadores biológicos, inmunoterapia y medicina personalizada, una de las ventajas que aportan las formulaciones a base de polímeros sintéticos es la posibilidad de incorporarlos al mercado con un costo mucho más bajo.
El diseño y desarrollo de nuevas terapias dirigidas contra el cáncer, a base de materiales poliméricos estímulo-sensibles, es uno de los muchos esfuerzos de la ciencia por brindar esperanza ante la oscuridad que representa un diagnóstico de cáncer.
Así que cuando escuches que se ha encontrado “la cura contra el cáncer” desconfía de lo simple que suena esta afirmación.
Para más información te invitamos a leer los trabajos en las referencias.
