Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

Un equipo de investigadores ha desarrollado una forma sencilla de construir fosfolípidos que responden a distintos estímulos, que pueden autoensamblarse formando esferas huecas y que son capaces de liberar fármacos anticáncer solo cuando están dentro del lisosoma de las células cancerígenas.

Los liposomas son vesículas huecas de tamaño nanométrico con una membrana exterior compuesta por fosfolípidos. Se pueden usar como agentes para el suministro de fármacos y genes; de hecho se ha autorizado su uso para la realización de distintos ensayos clínicos.

La ventaja de los liposomas estriba en que son internalizados bien por la célula. Durante este proceso la célula los aísla del resto de la célula con el endosoma, una especie de transportista de seguridad que lleva las distintas sustancias que toma del medio externo desde la membrana celular hasta los lisosomas, donde son “digeridas”. La liberación controlada desde los lisosomas como “producto de la digestión” puede aumentar de forma significativa el suministro de fármacos directamente dentro de células diana.

La clave para encontrar liposomas que sean capaces de liberar su carga de fármacos de forma óptima cuando llegan a los lisosomas estriba en la naturaleza de los enlaces químicos. Como el interior de los lisosomas es ácido, lo ideal es que los liposomas sean sensibles al pH. El problema está en que la mayoría de los fosfolípidos que se usan para preparar liposomas tienen enlaces covalentes (estables), por lo que no reaccionan con suficiente rapidez al medio ácido, lo que limita la liberación de la carga, además de necesitar procesos de síntesis en el laboratorio que son largos y complejos.

Ahora, un grupo de investigadores encabezado por Dali Wang, de la Universidad Jiao Tong de Shanghái (China), ha construido un nuevo tipo de fosfolípido en el que la cabeza hidrofílica y la cola hidrofóbica están unidas no por un enlace covalente sino por múltiples enlaces de hidrógeno entre nucleobases que se han unido a cabeza y cola en el laboratorio. Funciona de forma similar a como lo hacen las moléculas de ADN y ARN a la hora de adoptar su forma: estos enlaces de hidrógeno son moderadamente fuertes, muy direccionales y muy sensibles al pH. Es un tipo de enlace mucho más “biológico”, que simplifica además mucho la síntesis en el laboratorio: es como usar velcro en vez de tornillos y tuercas.

Los investigadores han probado su sistema in vitroencapsulando un fármaco anticancerígeno (un citotóxico), y comprobando que llegaba a las células cancerígenas más eficientemente que usando liposomas covalentes estándar. In vivo han demostrado que pueden incrementar los tiempos de circulación del fármaco de tal forma que no es excretado por el hígado o los riñones tan rápidamente como les pasa al suministrado como fármaco libre o en liposomas estándar.

De momento, el proceso de fabricación de estos fosfolípidos aún tiene que ser optimizado y puede que en él el almacenamiento de los ya fabricados sea una cuestión no menor. Sin embargo, nada impide que comencemos a pensar en una biblioteca de fosfolípidos-nucleósidos a base de combinar grupos cabeza y cola, y vislumbrar multitud de usos tanto en biomedicina como en bioimagen.

Referencia:

Dali Wang et al (2015) Supramolecularly engineered phospholipids constructed by nucleobase molecular recognition: upgraded generation of phospholipids for drug delivery Chemical Science DOI: 10.1039/C5SC01188D

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance