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Fármacos activados con luz: la medicina localizada sin efectos secundarios

Equipo liderado por el catedrático Francisco Ciruela (UB-IDIBELL-UBNeuro).

Equipo liderado por el catedrático Francisco Ciruela (UB-IDIBELL-UBNeuro).

09/09/2021

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La fotofarmacología es un área emergente de la ciencia que se basa en el desarrollo de fármacos fotosensibles, es decir, fármacos que se activan con la luz. Un equipo del IDIBELL y de la Universidad de Barcelona ha ideado dos tratamientos basados en esta tecnología innovadora: un derivado de la morfina que no genera adicción y un nuevo tratamiento contra la psoriasis. Además, el mismo grupo ha utilizado esta tecnología para determinar el papel de la adenosina en la transmisión del dolor.

 

 

Esta tecnología combina los fármacos con moléculas que funcionan como interruptores y que, con la acción de la luz, modifican su estructura y, por tanto, su actividad biológica. Esta modulación permite activar los fármacos en el lugar y el momento que se quiera, y con la intensidad deseada, focalizando su acción y evitando efectos secundarios en otros tejidos, donde no actúan.

El Grupo de Investigación en Neurofarmacología y Dolor, del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud y el Instituto de Neurociencias de la UB (UBNeuro), liderado por el catedrático Francisco Ciruela, acaba de presentar un derivado fotoactivable de la morfina, un fotofármaco para tratar localmente la psoriasis y un derivado fotoconmutable de la adenosina que permite estudiar la transmisión del dolor.

 

Una morfina no adictiva

Actualmente, la morfina y otros derivados de los opiáceos son los tratamientos más potentes para paliar el dolor. Aunque se trata de medicamentos muy efectivos, la mayoría presenta graves efectos secundarios, como la adicción y la dependencia. Además, los pacientes pueden desarrollar tolerancia a sus efectos analgésicos, lo que obliga a aumentar la dosis. En Estados Unidos, se calcula que cada año mueren más de 70.000 personas a consecuencia de una sobredosis por opiáceos. Y es que el 30 % de los pacientes a los que se recetan estos fármacos no los toma en las pautas adecuadas, lo que hace que un 10 % de estas personas acaben desarrollando dependencia al medicamento.

El equipo de Francisco Ciruela, en colaboración con Amadeu Llebaria (IQAC-CSIC, Barcelona), ha diseñado, sintetizado y caracterizado un derivado fotosensible de la morfina que puede activarse localmente a través de la luz con gran precisión. Esta morfina ha evidenciado tener efecto analgésico en ratones. Adicionalmente, la activación remota y local de este compuesto ha demostrado evitar la tolerancia al efecto analgésico y la aparición de dependencia al medicamento. El trabajo se ha publicado en la revista British Journal of Pharmacology.

«La fotofarmacología nos ha permitido crear una aproximación terapéutica basada en opiáceos con una relación riesgo-beneficio óptima», asegura Francisco Ciruela. «La morfina fotosensible ha demostrado una eficacia analgésica igual de efectiva que la original, pero evitando la adicción, la tolerancia y los efectos secundarios generales que suelen causar los derivados de los opiáceos», añade el experto.

 

Una solución para la psoriasis

Los investigadores también han presentado en la revista Pharmacological Research una solución para la psoriasis basada en la fotofarmacología. En este caso, han diseñado, en colaboración con el profesor Kenneth Jacobson (NIDDK, NIH, Bethesda, EE. UU.), una molécula activable con la luz que se une al receptor de adenosina A3, induciendo un potente efecto antiinflamatorio.

La psoriasis es una enfermedad crónica de la piel que afecta al 2 % de la población y que se manifiesta principalmente con síntomas cutáneos (sequedad, picor, piel escamosa, manchas y placas anormales), provocados por una sobreproliferación de las células de la piel (queratinocitos) y por una respuesta inmunitaria aberrante. Los tratamientos disponibles se centran principalmente en paliar los síntomas, no la causa de la enfermedad, y en los casos más graves se utilizan tratamientos moduladores del sistema inmunitario que tienen graves efectos secundarios debido a la inmunosupresión generalizada.

«El fotofármaco que presentamos es capaz de prevenir los síntomas de la psoriasis en ratones, y además, su fotoactivación local en la piel afectada evita la aparición de efectos secundarios derivados del potencial antiinflamatorio sistémico del fármaco», explica el investigador la UB y el IDIBELL Marc López-Cano, primer autor de los dos artículos.

 

Una herramienta para estudiar la transmisión del dolor

Finalmente, los mismos investigadores han desarrollado un derivado fotoconmutable de la adenosina, en colaboración con el catedrático Dirk Trauner, de la Universidad de Nueva York (EE. UU.), que ha permitido mapear la contribución de los diferentes receptores de adenosina en la transmisión del dolor.

La adenosina es un neuromodulador fugaz de las células del sistema nervioso. Puede actuar como un analgésico endógeno, pero se desconocían los receptores de adenosina responsables de este efecto. Ahora, y gracias a esta nueva herramienta fotofarmacológica, los investigadores han conseguido averiguar qué receptores de adenosina son los responsables de su efecto analgésico, tanto a escala periférica como a nivel central. Esta información será muy valiosa para diseñar y sintetizar fármacos adenosinérgicos selectivos para el manejo del dolor periférico y central. El conjunto de resultados se ha publicado recientemente en la revista Bioconjugate Chemistry.

 

 

Referencia de los artículos:

M. López-Cano, I. Filgaira, E.G. Nolen, G. Cabré, I. Hernando, K.A. Jacobson, C. Soler, i F.Ciruela. «Optical control of adenosine A3 receptor function in psoriasis». Pharmacological Research 170, 105731, 2021. DOI: 10.1016/j.phrs.2021.105731

M. López-Cano, J. Font, E. Aso, K. Sahlholm, G. Cabré, Y. De Koninck, J. Hernando, A. Llebaría, V. Fernández-Dueñas y F. Ciruela. «Remote local photoactivation of morphine produces analgesia without opioid-related adverse effects». British Journal of Pharmacology, 6 d'agost de 2021. Doi:10.1111/bph.15645

K. Hüll, V. Fernández-Dueñas, M. Schönberger, M. López-Cano, D. Trauner, F. Ciruela. «Optical Control of Adenosine-Mediated Pain Modulation». Bioconjugate Chemistry, agost 2021. Doi: 10.1021/acs.bioconjchem.1c00387

 

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