Un equipo de científicos ha desarrollado un enfoque innovador utilizando péptidos especialmente diseñados para mejorar las formulaciones de fármacos. Este método innovador mejora significativamente la eficacia antitumoral, como se demuestra en modelos de leucemia. El estudio, publicado en la revista químicafue dirigido por investigadores del Centro de Investigación Científica Avanzada del Centro de Graduados de CUNY (CUNY ASRC) y del Centro Oncológico Memorial Sloan Kettering.
Los sistemas de administración de medicamentos a menudo enfrentan dos desafíos críticos: una solubilidad deficiente y una administración ineficiente dentro del cuerpo. Muchos medicamentos no se disuelven bien, lo que les dificulta alcanzar los objetivos previstos. Además, los sistemas de administración actuales desperdician una porción significativa del medicamento durante la preparación: solo entre el 5 y el 10 % del medicamento se carga con éxito, lo que lleva a tratamientos menos efectivos.
Ayudantes de péptidos
El equipo de investigación ha desarrollado una solución novedosa mediante el diseño de péptidos (cadenas cortas de aminoácidos) para unirse con fármacos específicos y crear nanopartículas terapéuticas. Estas nanopartículas están compuestas principalmente del fármaco, con una fina capa peptídica que mejora la solubilidad, mejora la estabilidad en el cuerpo y optimiza la administración a áreas específicas. Sorprendentemente, este enfoque logra cargas de fármaco de hasta el 98%, una mejora espectacular con respecto a los métodos tradicionales.
Mediante el uso de una combinación de modelos informáticos y pruebas de laboratorio, se identificaron nuevas nanopartículas de fármacos/péptidos. Posteriormente demostraron resultados notables en modelos de leucemia. Las nanopartículas fueron más efectivas para reducir los tumores en comparación con los medicamentos solos. Además, su alta eficacia permite utilizar dosis más bajas de fármacos, lo que reduce potencialmente los efectos secundarios.
«Los péptidos, que son moléculas diseñadas hechas a partir de los mismos componentes básicos que las proteínas de nuestro cuerpo, son extremadamente versátiles», dijo el coinvestigador principal Rein Ulijn, director de la Iniciativa de Nanociencia en CUNY ASRC y profesor de química en Hunter College. «Pensamos que podrían ser útiles para resolver dos grandes problemas observados en muchos medicamentos: mala solubilidad y administración ineficiente. Al diseñar un péptido que se une al medicamento y al mismo tiempo mejora su solubilidad, pudimos crear nanopartículas con una carga muy alta».
Tecnología personalizable
Esta innovación tiene un potencial significativo porque los péptidos se pueden personalizar para mejorar la eficacia de diversos fármacos. Dada la amplia gama de posibles interacciones en el diseño de péptidos, puede ser factible adaptar péptidos a fármacos específicos, ampliando su aplicabilidad más allá de los tratamientos contra el cáncer.
«Este avance permite el desarrollo de medicamentos de mayor precisión», afirmó el investigador coprincipal. Daniel Heller,jefe del Laboratorio de Nanomedicina del Cáncer de Programa de farmacología molecular del Memorial Sloan Kettering Cancer Center. «Utilizando péptidos especialmente diseñados, podemos construir nanomedicinas que hagan que los medicamentos existentes sean más efectivos y menos tóxicos e incluso permitan el desarrollo de medicamentos que tal vez no podrían funcionar sin estas nanopartículas».
Naxhije «Gia» Berisha, ex doctora del Centro de Graduados de CUNY. estudiante que realizó gran parte del trabajo experimental, destacó el potencial del enfoque peptídico: «Utilizamos pruebas experimentales para identificar péptidos prometedores y modelos computacionales para analizar sus interacciones con moléculas terapéuticas», dijo. «Es increíble ver cómo las variaciones simples en los péptidos La secuencia podría coincidir con medicamentos específicos. Esto sugiere que puede haber una coincidencia de péptidos para cada medicamento, lo que podría revolucionar la forma en que se administran los medicamentos».
Mirando hacia el futuro
El equipo de investigación ahora está adoptando métodos de automatización de laboratorio para refinar y acelerar aún más el proceso de combinación de péptidos y fármacos. Sus próximos pasos incluyen verificar el potencial del enfoque en una gama más amplia de enfermedades. Si tiene éxito, esta innovación podría conducir a tratamientos más eficaces, menores efectos secundarios y importantes ahorros de costes en el desarrollo de fármacos.
