Durante siglos, Tailandia ha producido telas de seda premium, exportado a todo el mundo.
Sin embargo, investigadores biomédicos de la Universidad Chulalongkorn de Bangkok han encontrado otro uso para la fibra: administrar medicamentos al cuerpo.
Los sistemas de administración de medicamentos vienen en muchas formas, desde cápsulas y tabletas que se tragan hasta parches para la piel, ungüentos y diferentes tipos de inyecciones.
Según Juthamas Ratanavaraporn, director del centro de investigación de ingeniería biomédica de la Universidad de Chulalongkorn, la fibroína de seda (una de las proteínas naturales que da a la seda su increíble fuerza) se puede utilizar para encapsular un fármaco en forma de saco que tarda mucho más en descomponerse que otras proteínas naturales como la gelatina o el quitosano, liberando lentamente el fármaco en el organismo.
“En lugar de necesitar dosis grandes o frecuentes, la cápsula de proteína puede liberar el fármaco gradualmente, en las cantidades adecuadas que necesita el cuerpo. Esta liberación controlada ayuda a reducir la dosis general y el riesgo de efectos secundarios”, dice Ratanavaraporn.
Ratanavaraporn, que ha estudiado la seda durante más de 17 años, transformó su investigación en una empresa en 2021 con otros dos profesores del equipo de investigación. Su startup, EngineLife, está comercializando su investigación y lanzó al mercado su primer producto, un tratamiento para el insomnio administrado mediante un parche colocado en la piel, aprobado por la FDA tailandesa, a principios de este año.
El ‘camaleón del mundo material’
La fibroína de seda ha estado en el radar de los científicos durante más de un siglo. sigloy se ha estudiado ampliamente para aplicaciones biomédicas.
Biocompatible (no dañina para los tejidos del cuerpo), sostenible y rentable, la fibroína de seda tiene mucho que recomendar sobre los materiales utilizados actualmente como portadores de medicamentos, naturales y sintéticos, dice Yajun Shuaiinvestigador del Instituto de Investigación Aplicada de Biorecursos de la Universidad de Zhejiang en China, que no participa en el trabajo de Ratanavaraporn.
La fibroína de seda es una proteína extraída de los capullos de los gusanos de seda. -CNN
Shuai dice que la fibroína de seda se produce utilizando “métodos simples y seguros” y es menos probable que produzca efectos secundarios negativos que otras proteínas naturales o sistemas de administración de fármacos sintéticos.
Muchas de las ventajas de la fibroína de seda sobre otros polímeros naturales se reducen a su estructura: tiene una “lámina beta” fuerte y estable que le permite actuar de maneras que otras proteínas no pueden, como la liberación lenta de medicamentos, y le da fuerza y flexibilidad, dice Mingying Yang, también investigador de recursos biológicos en Zhejiang. Universidad.
“Muchos transportistas de drogas son como velocistas: rápidos pero de corta duración. La fibroína de seda se parece más a un corredor de maratón, capaz de favorecer la liberación de fármacos a largo plazo”, añade Shuai.
Yang describe la fibroína de seda como el «camaleón del mundo de los materiales» y dice que su resistencia y flexibilidad le otorgan una amplia gama de usos en medicina, al tiempo que ofrece mayor seguridad y sostenibilidad que otros materiales.
“La tasa de degradación de la fibroína de seda es como un interruptor: podemos ajustarla para que coincida con las necesidades del fármaco, desde días hasta meses. Este nivel de control es difícil de encontrar en otros transportistas de drogas”, dice Shuai.
Dolores de crecimiento
La fibroína de seda se ha explorado durante todo desde armazones de tejido óseo hasta películas para injertos de córnea. Pero pocos productos han llegado al mercado: un revisión científica 2022 descubrió que solo el 3% de 697 estudios llegaron a los ensayos clínicos, y se comercializaron aún menos. La Administración de Alimentos y Medicamentos de EE.UU. aprobó el uso de suturas de fibroína de seda hace más de dos décadas, pero desde entonces solo se han aprobado un puñado de otras aplicaciones médicas basadas en seda, incluidas Puente de sedaun conducto nervioso, y voz de sedaun implante inyectable para ayudar a las cuerdas vocales.
Uno de los desafíos clave es la variabilidad de la seda.
En Tailandia, la mayor parte de la seda se produce por pequeñas granjas familiares en zonas rurales, a partir de gusanos de seda que se crían durante todo el año. Pero los cambios de estaciones, clima y alimentación pueden crear pequeñas variaciones en el capullo.
Esto no es un gran problema para la producción de tejidos de seda; pero cuando se trata de medicina, la coherencia es clave, dice Chuanbin Mao, profesor de ingeniería biomédica en la Universidad China de Hong Kong, que no participa en el trabajo de Ratanavaraporn.
«Es necesario obtener un producto altamente purificado para aplicaciones médicas reales», afirma Mao, destacando un problema que aún no se ha resuelto a escala, añadiendo que fabricar «productos reproducibles» que sean idénticos de un lote a otro es un desafío importante. .
Es un problema que EngineLife está tratando de abordar, ya que incluso pequeñas diferencias en la alimentación y el clima pueden cambiar el peso molecular de la proteína de la seda, lo que a su vez altera la tasa de degradación y los tiempos de administración del medicamento, dice Ratanavaraporn.
Para intentar estandarizar la calidad de la fibroína de seda, EngineLife comenzó a experimentar con diferentes procesos y técnicas agrícolas, hasta el suelo utilizado para cultivar las hojas de morera que comen los gusanos de seda. La empresa ahora ha implementado estándares estrictos, incluidas instalaciones especialmente diseñadas para criar gusanos de seda que controlan la temperatura y la humedad para crear un ambiente estable durante todo el año.
«Necesitamos asegurarnos de que el proceso de producción de la seda sea lo más estable posible y consistente en cada lote», dice Ratanavaraporn.
La aprobación regulatoria es otra barrera para llevar innovaciones como ésta al mercado. EngineLife tiene que registrar sus productos en diferentes categorías con La FDA de Tailandiadependiendo del fármaco y del modo de administración, afirma Ratanavaraporn, y añade: «Éste es el paso más difícil para nosotros y consume una enorme cantidad de presupuesto y tiempo».
Engine Life fue cofundada por el investigador postdoctoral Juthamas Ratanavaraporn (izquierda) en 2021. – CNN
Lento y constante
Actualmente, la granja de EngineLife produce entre 25 y 30 kilogramos de capullo de seda al año, lo que puede producir un millón de dosis de solución de fibroína de seda de grado médico. Sin embargo, Ratanavaraporn señala que su planta piloto, donde se extrae la fibroína, tiene una capacidad máxima de 30.000 dosis de solución de fibroína de seda de grado médico, por lo que todavía queda trabajo por hacer antes de que pueda escalar.
Mientras tanto, la empresa continúa desarrollando nuevos tratamientos.
Ratanavaraporn dice que su investigación se centra actualmente en dos aplicaciones: parches transdérmicos, donde los medicamentos se administran externamente a través de un pequeño parche en la piel; e hidrogel elaborado con fibroína de seda, que se puede inyectar.
El primer producto de fibroína de seda de EngineLife, un parche cutáneo de CBD para el insomnio, salió a la venta en Tailandia a principios de este año. -CNN
La startup ahora está trabajando en su segundo producto, un hidrogel inyectable para la osteoartritis (en la foto). -CNN
La compañía comenzó a vender su parche de fibroína de seda de CBD para el insomnio en Tailandia a principios de este año, que Ratanavaraporn cree que es el primer producto en el mercado que utiliza vesículas de fibroína de seda para administrar un medicamento.
Ahora, el equipo está trabajando en su próximo producto: un hidrogel inyectable para la osteoartritis, un tipo de enfermedad de las articulaciones. Actualmente, los pacientes suelen recibir una inyección en la rodilla que puede aliviar el dolor durante un período de tiempo variable, desde una semana hasta un unos meses. Durante su investigación, Ratanavaraporn descubrió que la fibroína de seda puede permanecer en el cuerpo hasta seis meses, lo que permite que el fármaco se libere lentamente y se reduzca el número de inyecciones.
“Para muchas enfermedades y afecciones, no necesitamos una inyección única que lo cure todo; en cambio, necesitamos una liberación prolongada y sostenida del fármaco”, afirma.
Ratanavaraporn espera que la fibroína de seda se utilice en muchos más sistemas de administración de medicamentos para ayudar a los pacientes en Tailandia e internacionalmente y, con ello, brindar a los productores de seda tailandeses otra fuente de ingresos.
«La seda ya tiene un gran valor como tejido», afirma, «pero ahora la estamos posicionando como un material de grado médico, lo que aumenta su valor al menos diez veces».
Kocha Olarn de CNN contribuyó a esta historia. Este artículo ha sido actualizado.
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