Una ambulancia peptídica supera la barrera que impide a los fármacos llegar al cerebro

Una barrera de células controla estrictamente el paso de sustancias de la sangre al cerebro para protegerlo de agentes externos e infecciones. La valiosa función protectora de la barrera es a su vez un semáforo en rojo infranqueable para el 98% de fármacos candidatos a tratar enfermedades del sistema nervioso central.

Para tratar de resolverlo, científicos del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), en España, presentan en la revista Angewandte Chemie un 'vehículo' o 'lanzadera' peptídica (fabricada con aminoácidos) que puede traspasar la barrera hematoencefálica y transportar al cerebro diversas sustancias.

El equipo de químicos del IRB Barcelona está ya estudiando su aplicación a necesidades médicas concretas. Junto a investigadores clínicos, preparan terapias para el glioblastoma –el cáncer cerebral más agresivo en adultos–, la ataxia de Friedreich –una enfermedad neurodegenerativa hereditaria– y próximamente para un tipo de cáncer cerebral infantil.

“Se calcula que el 20% de los humanos necesitará algún día un tratamiento dirigido al cerebro”, explica Meritxell Teixidó, investigadora asociada del IRB Barcelona y líder de esta línea de investigación, “y para muchas enfermedades hay buenos fármacos candidatos pero casi ninguno logra llegar a su destino con la consecuente pérdida de potencial. Nuestra propuesta ofrece una solución a una necesidad clínica urgente”.

La barrera hematoencefálica no es totalmente hermética porque el cerebro ha de nutrirse constantemente de oxígeno, hierro, insulina, etcétera. Así que existen mecanismos de transporte a modo de puertas que se abren y se cierran continuamente. Aprovechando los receptores por los que el cerebro se abastece de hierro, la 'lanzadera-ambulancia' consigue pasar sin entorpecer el paso de los nutrientes ni alterar la función protectora de la barrera.

“Queríamos un vehículo que fuera sólo eso, un vehículo, y además que fuera pequeño -un péptido- y durable en sangre”, describe Roger Prades, estudiante de doctorado y primer autor de un estudio al que el equipo ha dedicado cuatro años de investigación en química de péptidos.

Su valía terapéutica queda rubricada precisamente por estas dos características que lo hacen único: su pequeñez, es un péptido compuesto de tan sólo 12 aminoácidos, y porque permanece en sangre de 12 a 24 horas.

Detalle de 1 mm de cerebro de ratón. En verde, capilares de la barrera hematoencefálica y, en rojo, las moléculas que unidas a la lanzadera del IRB Barcelona han conseguido traspasar la barrera y llegar al cerebro (en fondo negro). (Foto: Benjamí Oller, IRB Barcelona)

“La vida de un péptido en el torrente sanguíneo es de pocos minutos. Que el nuestro sea resistente a proteasas hace plausible su desarrollo terapéutico porque nadie querría tomarse un medicamento cada cinco minutos; además este péptido podría producirse a gran escala; si fuera muy grande sería complicado económicamente”, explica Teixidó. El estudio demuestra también, en experimentos preliminares con ratones, que no hay respuesta del sistema inmune y la toxicidad es baja.

Los investigadores del IRB Barcelona están ya trabajando en tres proyectos para enfermedades minoritarias y huérfanas de terapia. En colaboración con el Instituto de Oncología de la Vall de Hebrón (VHIO), están uniendo el péptido a un anticuerpo terapéutico para tratar el glioblastoma, el cáncer cerebral de adultos más agresivo.

Junto al Centro de Biología Molecular Severo Ochoa de Madrid, también investigan un tratamiento innovador para la ataxia de Friedreich, una enfermedad neurodegenerativa hereditaria y minoritaria. El objetivo es incorporar a la lanzadera un vector viral cargado con el gen del que carecen las células de estos pacientes, con especial interés en hacerlo llegar a las neuronas.

Recientemente, un equipo del Hospital Sant Joan de Déu de Barcelona se puso en contacto con los químicos del IRB Barcelona para adaptar la lanzadera a moléculas hábiles para tratar un cáncer cerebral infantil en el que la barrera está intacta.

“Cada uno de estos proyectos requiere la unión de un remolque terapéutico de características muy distintas. Todo lo que vayamos descubriendo trascenderá a otras enfermedades que requieran remolques parecidos y al desarrollo de péptidos análogos para tener en cartera como lanzaderas”, explica Teixidó.

Los inventores de la lanzadera Roger Prades, Meritxell Teixidó y Ernest Giralt, en colaboración con la Oficina de Transferencia Tecnológica del IRB Barcelona, han patentado la innovación para asegurar los posibles desarrollos futuros. “Estamos viendo un gran interés por parte de la industria farmacéutica. Muchas empresas podrían repescar moléculas prometedoras para engancharlas a nuestras lanzaderas”, explican los investigadores.

En el estudio han participado científicos del Institute for Stroke and Dementia Research de Múnich y del Instituto de Nanociencia de Aragón. El trabajo del IRB Barcelona se ha desarrollado en su Laboratorio de Péptidos y Proteínas, dirigido por Ernest Giralt, también catedrático de la Universidad de Barcelona, siendo uno de los pocos laboratorios en el mundo que trabaja en este tipo de desarrollos. (Fuente: IRB Barcelona)