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Termogel, para el suministro continuo y prolongado de fármacos

 
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termogel11 de mayo de 2010

• Patricia Miranda Castro, de la FES Cuautitlán de la UNAM, lo elaboran a partir del quitosán, un derivado de la quitina, con propiedades antibacterianas, antivirales y antimicóticas
• El quitosán permite introducir fármacos en el cuerpo sin necesidad de una incisión; una vez en el interior, se degrada lentamente y libera, poco a poco, el medicamento

A partir de un derivado de la quitina, conocido como quitosán, Patricia Miranda Castro, responsable del Laboratorio de Biotecnología de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Cuautitlán, y un grupo de estudiantes, desarrollan un termogel para liberar fármacos de manera continua y prolongada, o introducir células en el cuerpo mediante una inyección.

La investigadora estudia la quitina desde hace 18 años, un polímero que se encuentra en forma natural en el exoesqueleto de crustáceos como camarones, jaibas y cangrejos, así como en arañas y cucarachas, entre otros.

La quitina se somete a un proceso llamado desacetilación para obtener el derivado quitosán, que se emplea en las industrias de alimentos y farmacéutica, por sus propiedades antibacterianas, antivirales y antimicóticas.

Además, el quitosán presenta una característica físico-química peculiar; si se mezcla con un contraión, o con otro polímero, por debajo de la temperatura corporal, se mantiene en forma líquida; pero si la temperatura alcanza los 37 grados centígrados, se solidifica.

“Lo interesante es que este material permite introducir fármacos en el cuerpo de una persona, sin necesidad de hacer una incisión. Se prepara la mezcla en una jeringa y se inyecta, y cuando alcanza la temperatura de 37 grados centígrados en el interior, el quitosán se solidifica, luego comienza a degradarse lentamente por la acción de la enzima lisozima (que se encuentra en los fluidos corporales) y a liberar, poco a poco, el medicamento”, explicó Miranda Castro.

Control de la hipertensión

Para analizar y evaluar la eficacia del termogel como nuevo medio para suministrar fármacos, Miranda Castro y Luisa Martínez Aguilar trabajan con ratas hipertensas en el Laboratorio de Farmacología del Miocardio de la FES Cuautitlán.

Martínez Aguilar explicó que en el proceso, mezclan termogel con captopril (medicamento que combate la presión arterial alta); este compuesto es inyectado en estado semisólido a los roedores, y después de solidificarse, empieza a liberar el fármaco.

“La intención de esta investigación es hacer, en el futuro, una formulación de termogel, que pueda ser implantada en el cuerpo de una persona y que, a la vez, libere de manera continua y prolongada, un determinado fármaco”, acotó.

Generalmente, los medicamentos para controlar la hipertensión se presentan en tabletas, y a veces el paciente olvida ingerirlas oportuna y constantemente, lo que puede derivar en consecuencias negativas como infartos o lesiones vasculares en el cerebro.

Al respecto, Miranda Castro, reconocida a nivel internacional por haber aprovechado el quitosán en la regeneración de piel de personas quemadas, indicó que la investigación que realizan abre la posibilidad de que la industria farmacéutica cuente con un nuevo instrumento para la administración continua y prolongada de anti-hipertensivos y otros remedios.

En México, sólo seis por ciento de la población controla su hipertensión; entonces, un implante del termogel aseguraría un manejo más eficiente de esa enfermedad crónica”, indicó.

El termogel está elaborado con materia prima económica, y por tratarse de un producto natural, liberaría al cuerpo de productos químicos y, por ende, de posibles úlceras o dolores gastrointestinales, añadió.

Otra aplicación

Por otro lado, una de las colaboradoras de Miranda Castro, la doctorante Eva Guadalupe Lizárraga, desarrolla otra línea de investigación para implementar, con el quitosán, sistemas fungicidas en algunos granos como el maíz.

“En un invernadero recubrimos algunas semillas de maíz con el quitosán, y observamos que las plantas que emergieron presentaban poca carga fúngica y bacteriana. Podemos afirmar que el quitosán inhibe el crecimiento de ciertos hongos patógenos, como Fusarium moniliforme y Aspergillus flavus”, comentó Lizárraga.

También, se encontró que bajo condiciones ácidas de la tierra, las semillas de maíz recubiertas tuvieron un desarrollo acelerado y libre de patógenos. Ahora, se busca indagar el efecto del quitosán a nivel molecular, para inducir en esas plantas los mecanismos de defensa.

Créditos: UNAM. DGCS -286/unam.mx

Entre 30 y 60 por ciento de pacientes no responde eficazmente a una terapia farmacológica, apunta investigadora de la UAM

 
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La Farmaco genómica potencia la eficacia terapéutica
La Farmaco genómica potencia la eficacia terapéutica

Entre 30 y 60 por ciento de los pacientes no responde de manera eficaz a una terapia farmacológica contra arritmia cardíaca, depresión, incontinencia, hipertensión arterial, osteoporosis, artritis reumatoide y esquizofrenia, entre otros trastornos.

Las reacciones adversas a los fármacos constituyen un problema más importante de lo estimado en el uso y el desarrollo de medicamentos por ser una de las causas más comunes para retirar una sustancia del mercado, con repercusiones financieras negativas para la industria del sector.

Al hacer un análisis de la Farmacogenómica como terapia personalizada, la doctora Marisol López López, investigadora de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), sostiene que el riesgo de presentar toxicidad o ineficacia por el consumo de un medicamento proviene de la interacción entre los genes y el ambiente, este último constituido por dieta, edad, tabaquismo y consumo de alcohol.

Estos factores actúan con los genes individuales y puede asumirse que los agentes genéticos contribuyen con entre 20 y hasta 95 por ciento en la variabilidad observada en la disposición y los efectos de los fármacos.

Por tanto, el conocimiento de los elementos genéticos que afectan la respuesta farmacológica es fundamental, tanto en la terapia como en el desarrollo de los medicamentos, indica la también miembro del Sistema Nacional de Investigadores.

Existen muchos ejemplos de la variabilidad individual en la respuesta a los fármacos, tanto en términos de eficacia como de toxicidad que se han asociado a polimorfismos en los genes que codifican para enzimas, receptores y transportadores implicados en las vías de disposición de sustancias.

La profesora del Departamento de Sistemas Biológicos señala que las enzimas metabolizadoras de fármacos –encargadas de realizar las reacciones químicas del metabolismo de medicamentos–  desempeñan un papel prioritario en la biotransformación de los productos xenobióticos que se introducen en el cuerpo humano.

De manera natural, aquéllas protegen o defienden el cuerpo contra agentes potencialmente dañinos del medio ambiente, y metabolizan una variedad de sustancias endógenas: esteroides, ácidos biliares y grasos, prostaglandinas –lípidos oxidados e insaturados– y aminas biogénicas, entre otras.

En los humanos los citocromos P450 son una súper familia de enzimas implicada en más de 90 por ciento del metabolismo de los fármacos, un proceso biológico que comprende una serie de modificaciones químicas en la estructura de los medicamentos.

Las CYP2C9, CYP2C19 y CYP2D6 son las enzimas más polimórficas, pues metabolizan cerca de 40 por ciento de los medicamentos que se comercializan en el mercado, por lo que han sido las más relevantes para la Farmacogenética.

La CYP2D6 –producto proteico codificado por el gen CYP2D6– es responsable del metabolismo de 25 por ciento de los fármacos de la práctica clínica actual, entre los que se encuentran antidepresivos tricíclicos, agentes neurolépticos, beta bloqueadores, antiarrítmicos, inhibidores de recaptación selectiva de serotonina y opiáceos.

El gen CYP2D6 se localiza en el cromosoma 22 y tiene más de 70 polimorfismos que, dependiendo de las variantes que presente cada persona pueden clasificarse en cuatro grupos basados en la capacidad para metabolizar los fármacos: metabolizador ultra rápido (MU), rápido (MR), intermedio (MI) y lento (ML).

La investigadora de la Unidad Xochimilco precisa que los pacientes con ML presentan baja o nula actividad de la enzima CYP2D6, lo que traerá como consecuencia alteraciones en el metabolismo y excreción de muchos fármacos, aumentando las probabilidades de manifestar reacciones adversas.

En contraste, en los casos MU se corre el riesgo de ineficacia al tratamiento farmacológico, por lo que requerirán dosis más altas que las prescritas de manera habitual para conseguir concentraciones terapéuticas.

La meta de la Farmacogenómica, subraya, es definir la contribución de las diferencias genéticas en el metabolismo o en los receptores de medicamentos sobre la respuesta farmacológica para el diseño de tratamientos personalizados.

Los beneficios potenciales de dicha ciencia incluyen el aumento en la eficacia y la prevención de las reacciones adversas de un medicamento; la mejora en el cuidado de los pacientes, y la disminución de los costes.

Estos factores implican que el conocimiento de los principios y las aplicaciones de la Farmacogenómica serán parte indispensable de la terapia farmacológica en la Medicina Clínica del futuro.

Créditos: UAM. Dirección de Comunicación Social/uam.mx

La ciencia de hallar nuevos usos para un viejo fármaco

 
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• Jorge Morales Montor, del Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM, ha encontrado que se pueden usar hormonas y antihormonas en el tratamiento de parásitos

Para el doctor Jorge Morales Montor, del Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM, emplear hormonas y anti hormonas en el tratamiento de padecimientos parasitarios es una opción viable que además ha arrojado buenos resultados.

Con frecuencia, los fármacos producen efectos secundarios y no es raro encontrar en sus cajas advertencias como “no se administre en mujeres embarazadas”, “si se producen náuseas suspenda su uso” o “evite manejar maquinaria pesada”. Sin embargo, estas sustancias, además de producir una serie de reacciones cuidadosamente estudiadas y enlistadas en los manuales médicos, también generan otras totalmente insospechadas en las regiones más inesperadas.

A Morales Montor se le ocurrió adentrarse en el estudio de estos “efectos colaterales” para, a partir de ahí, proponer nuevos tratamientos, porque, parafraseando un conocido refrán, siempre es posible “enseñarle nuevos trucos a un viejo medicamento”.

En particular, el catedrático se ha enfocado en el estudio de las hormonas esteroides y su participación en el diformismo sexual inmunológico, polarización de la respuesta inmune y presentación antigénica, así como la manera en la que el sistema nervioso central se relaciona con la respuesta inmune en infecciones parasitarias.

Todos estos conocimientos los ha empleado para formular una teoría que él llama “nuevos usos a viejos fármacos”, que consiste en el empleo de hormonas y anti hormonas en terapia parasitaria.

“Hemos tratado de encontrar cómo actúan los compuestos fisiológicos y las hormonas en su papel de moduladores para, a partir de ahí, proponer nuevos tratamientos. Para nosotros, la meta no es desarrollar fármacos tradicionales, sino obtener análogos hormonales que regulen la respuesta inmune y no afecten al hospedero”.

Aplicaciones de la ciencia en vez de ciencia aplicada

Morales Montor admite que la ciencia aplicada es muy importante; sin embargo, “para mí lo son más las aplicaciones de la ciencia”.

La diferencia entre uno y otro concepto, que parece sutil, no lo es, porque “quienes optan por la primera vía, comienzan a investigar con la idea de desarrollar un producto susceptible de patentarse, mientras que los que se inclinan por la segunda, inician con un estudio básico que, con el tiempo, revela utilidades insospechadas. Quizá la intención original nunca fue llegar a ciertos resultados, pero una vez que se obtienen, es menester llevarlos a la industria”.

Esta forma de concebir el quehacer científico —que le permitió deducir por qué las chinampas de Xochimilco habían dejado de producir amaranto y después proponer una solución para dicha infertilidad a partir del lirio acuático—, es la que lo llevó a indagar con diversos medicamentos hasta encontrarles nuevas aplicaciones.

“Lo que busco es entender cómo se relaciona el sistema nervioso con el inmunológico y el endocrino, y ver la manera que tienen estos vínculos de impactar en la salud”. A partir de esta comprensión de la red neuroinmunoendocrina y sus interacciones, es que Morales Montor ha logrado proponer nuevos tratamientos contra los parásitos.

Esta nueva manera de concebir el quehacer médico abre nuevos horizontes en el campo de la salud pública, sobre todo en el llamado Tercer Mundo, donde son más frecuentes las parasitosis.

La importancia de preparar recursos humanos

El laboratorio del doctor Montor no sólo está lleno de matraces, pipetas y uno que otro aparato electrónico, también lo está de jóvenes de bata blanca: algunos parecen estar saliendo de la adolescencia, otros entrando a la madurez.

Se trata de chicos que apoyan al profesor en sus investigaciones y que profundizan en sus estudios, porque para Morales Montor “preparar a estudiantes de todos los niveles debería ser una de las misiones básicas de todo científico, por eso nunca he tenido problema a la hora de aceptar en mi laboratorio a todo tipo de jóvenes, incluso a aquellos que aún estudian la preparatoria, porque esto es verdaderamente crucial para despertar desde temprano su vocación científica”, comenta.

“Muchos investigadores evitan llevar a adolescentes a sus laboratorios porque su paso por estos lugares casi siempre es fugaz (como de dos meses), pero una de mis mayores satisfacciones es ver a chicos que alguna vez estuvieron conmigo y que han entrado directamente a la licenciatura de Investigación Biomédica Básica o al área Químico-Biológica. Saber que trabajando conmigo encontraron qué quieren hacer en la vida es muy gratificante”.

Para el también divulgador, la orientación vocacional es esencial, pero pocos se preocupan por ella, y agregó que él mismo padeció no tener tutores que le brindaran buenos consejos.

De hecho, el catedrático decidió inscribirse en la carrera de Biología tras haber descartado disciplinas como Derecho, Arquitectura o Medicina “porque no quería despertarme en la madrugada por cualquier emergencia. Sin embargo, tuve suerte de querer ser biólogo, porque caí donde tenía que caer”.

Ahora, su meta es dar a los estudiantes la mayor cantidad de herramientas para que se desarrollen en la ciencia. “La clave para hacer que los jóvenes se comprometan con lo que aquí se hace es hacerlos sentir que no son ni mis trabajadores ni mis estudiantes, sino mis colaboradores, eso siempre funciona”.

Ciencia al alcance de todos

“Siempre me ha interesado la divulgación, tanto que además de escribir, cuando puedo me presento en primarias y secundarias”, indicó el parasitólogo.

Hacer la ciencia accesible para todos es un primer paso para crear una nueva cultura en el país, y acercarse a la infancia para enseñarle en qué consiste este trabajo, es casi como encaminarla en la ruta correcta, porque México requiere más investigadores, y los niños de hoy serán los científicos del mañana, acotó.

“Tan sólo de hablar con ellos te das cuenta de su capacidad de observación. Hace no mucho, en la escuela de mi hija, explicaba a sus compañeros acerca de las tenias, unos parásitos aplanados y largos. Al final, se me acercó un pequeño para explicarme que su perro había desalojado una lombriz redonda que no correspondía a mi descripción, y me dijo cómo era. Sólo con esta pequeña observación, que parecía casi salida de boca de un taxónomo, te das cuenta del potencial”.

Morales Montor es enfático al decir que la ciencia es un trabajo eminentemente creativo, “yo no sé dibujar o componer, pero en el laboratorio se pueden hacer cosas originales y nuevas”. Por eso, entre sus planes está el seguir explorando las líneas de trabajo que ha seguido hasta ahora y, ¿por qué no?, dejar que las musas científicas lo inspiren para seguir creando.

Créditos: Boletín UNAM-DGCS-204 – dgcs.unam.mx

CONOCER LA MULTIFUNCIONALIDAD DE LAS HORMONAS PERMITIRÁ DISEÑAR FÁRMACOS ESPECÍFICOS

 
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• Una hormona sintética reemplaza una función natural, pero genera efectos colaterales indeseables, dijo Juan José Mandoki, de la Facultad de Medicina de la UNAM
• El farmacólogo desarrolló una teoría donde ubica a esas sustancias como multiseñales químicas, con un abanico de respuestas que explica sus variadas funciones

Las hormonas no son mensajeros químicos, como se ha dicho por más de 80 años, son “multiseñales” que responden a receptores específicos para accionar alguna de sus variadas funciones en el organismo, sostuvo Juan José Mandoki Weitzner, de la Facultad de Medicina (FM) de la UNAM.

Desentrañar cada una de esas funciones y los mecanismos que ocurren entre una hormona y un tejido o célula para producir selectivamente una determinada actividad química, es fundamental para profundizar en la ciencia básica, pero también para desarrollar nuevos medicamentos más específicos, planteó el profesor e investigador del Departamento de Farmacología de la FM.

En la conferencia “Un nuevo paradigma del sistema endócrino”, en el auditorio A de la Facultad de Química (FQ), como parte del ciclo “La ciencia más allá de las aulas”, Mandoki destacó que estudiar a las hormonas desde la multifuncionalidad es fundamental para avanzar en farmacología.

“Actualmente existen varias hormonas sintéticas que sustituyen con bastante eficiencia la escasa o nula producción de una natural, pero son medicamentos que causan efectos colaterales en los pacientes”, reconoció.

Para reducir esas consecuencias es indispensable conocer los mecanismos naturales que propician una función hormonal específica, pues solamente así se podrán diseñar fármacos que copien actividades selectivas.

De mensajeros a multiseñales

“Por mucho tiempo, se ha dicho que las hormonas tienen una tarea específica y que operan como mensajeros químicos de esa función, pero se ha demostrado que cada una de ellas tiene responsabilidades variadas y precisas. Mi teoría es que son multiseñales químicas que ejercen una determinada labor según el receptor que las active”, explicó Mandoki.

Como ejemplo citó a la adrenalina, una hormona que disminuye la fatiga y el dolor, pero también participa en la vasoconstricción cardiaca y tiene actividad en el hígado y el bazo.

La secretina tiene una misión digestiva, pero también estimula la inmunidad; tiene funciones en el cerebelo y su deficiencia altera la conducta social, agregó el responsable del Laboratorio de Farmacología Celular y Molecular de la FM.

¿Cómo sabe un tejido o una célula cuándo responder al pulso de una hormona para generar una de sus múltiples tareas? La respuesta llevó al especialista a desarrollar, desde hace algunos años, una teoría sobre su multifuncionalidad.

En esa teoría, que fue distinguida con una Mención Especial del Premio Canifarma 2004, Mandoki sostuvo que en un organismo humano existe una rica interacción hormonal que podría tener implicaciones prácticas en el desarrollo de mejores terapias, más fundamentales, porque plantea estrategias para terapias farmacológicas más selectivas.

Mandoki Weitzner ha trabajado especialmente con hormonas sexuales femeninas, pues está convencido que dan origen a otras que podrían ayudar en la cura de varias enfermedades.
Fuente:
Boletín UNAM-DGCS-143
dgcs.unam.mx

Sabersinfin.com

DESARROLLA IPN INVESTIGACIÓN PARA MODIFICAR FÁRMACOS Y MEJORAR SU EFECTIVIDAD

 
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Inve
Investigadores del IPN

Con el propósito de contribuir al cuidado de la salud de la población mexicana, científicos del Instituto Politécnico Nacional aplican una novedosa metodología, para modificar la estructura química de fármacos, a fin de mejorar su efectividad, reducir los efectos secundarios y el nivel de toxicidad en el organismo.

El proyecto de investigación se lleva a cabo en la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología (UPIBI), bajo la dirección del Doctor en Ciencias, Marco Augusto Brito Arias, quien explicó que las sustancias modificadas reciben el nombre de profármacos y se constituyen como compuestos que no son farmacológicamente activos por sí mismos, pero al ser administrados la acción de las enzimas libera el fármaco en su forma activa para actuar en sitios específicos.

El doctor Brito Arias afirmó que “los profármacos se caracterizan por presentar cualidades superiores a los fármacos, como la biodisponibilidad (cantidad inalterada de un fármaco que llega por medio de la circulación sanguínea a los tejidos del cuerpo luego de ser administrado por cualquier vía), estabilidad y formulación más precisa, entre otras”.

Explicó que la metodología desarrollada como parte del proyecto denominado Diseño de Profármacos Azoico-Glicosídicos Doblemente Específicos, consiste en modificar fármacos uniéndolos con moléculas de azúcares que tienen la propiedad de llevarlos a sitios específicos.

“Utilizamos los azúcares como acarreadores de los fármacos porque no son tóxicos y el organismo los metaboliza fácilmente; al unirse con los fármacos se liberan en sitios específicos, con lo que evitamos que circulen por todo el torrente sanguíneo causando toxicidad”, puntualizó.

El investigador del Departamento de Química de la UPIBI precisó que con el apoyo de los estudiantes de la carrera de Ingeniería Farmacéutica, Diana Cruz Salazar y Violeta Rodríguez Romero, se ha desarrollado la metodología, que se ha aplicado con resultados satisfactorios para crear profármacos con actividad específica para tratar enfermedades como colitis y cáncer de colon.

“Unimos el profármaco con un acarreador de naturaleza glucosídica, mismo que lleva el medicamento hacia el colon y las enzimas de la flora intestinal de ese órgano rompen el enlace entre el fármaco y el azúcar liberando el fármaco en el sitio específico”, apuntó.

El doctor Brito Arias informó que se requiere de enzimas hidrolíticas presentes en la flora bacteriana, para separar el medicamento y el azúcar, por lo que la investigación está centrada en el diseño de profármacos que actúen en el colon, pues es el sitio en el que la flora está presente. El científico no descartó la posibilidad de buscar más adelante otras formas de producir este tipo de sustancias para tratar otras enfermedades.

Detalló que para probar el efecto de los profármacos realizaron ensayos enzimáticos in vitro, pero posteriormente lo evaluarán en animales, para lo que establecerán colaboración con investigadores de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (ENCB) y del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV) del IPN.

También comentó que del proyecto se han generado tres tesis de licenciatura y que los resultados previos de la investigación se presentaron en un congreso Iberoamericano y se han logrado dos publicaciones internacionales. Además de que la patente internacional de la metodología está en trámite.

Finalmente, el doctor Brito Arias resaltó el potencial de la investigación y aseguró que cuando se concluyan las pruebas correspondientes de los profármacos buscará vinculación con la industria farmacéutica para evaluar la posibilidad de producirlo e incorporarlo al sector salud.

Créditos de la Nota: Comunicación Social del Instituto Politécnico Nacional

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