Construir un intestino virtual para perfeccionar los preparados de nuevos fármacos
Saber qué sucede con un fármaco después de ingerirlo es muy necesario para lograr una dosificación precisa y eficaz. La mayoría de las moléculas farmacológicas que se descubren actualmente son lipofílicas y adolecen de escasa solubilidad en agua, lo que implica que se dedica un gran esfuerzo a diseñar diferentes preparados que ayuden a administrarlas con eficacia. El objetivo del proyecto INTESTINANOS, financiado con fondos europeos, era solucionar este problema mediante el desarrollo de un sistema «in vitro» capaz de modelizar con precisión los procesos que ocurren en el interior del intestino. El dispositivo físico se complementa con una simulación molecular avanzada que ofrece herramientas informáticas para explorar, comprender y rediseñar preparados. La solubilidad de un fármaco en el intestino es el factor clave en su biodisponibilidad para el hospedador. «Cuanto mayor sea su solubilidad en el líquido gastrointestinal, mayor será la permeabilidad del fármaco a través del intestino», explica Christel Bergström, coordinadora del proyecto. Las moléculas de fármacos lipofílicos pueden formularse con lípidos para aumentar la cantidad disuelta en el intestino, donde la bilis ayuda a solubilizar las grasas y los lípidos, formando glóbulos conocidos como micelas. Las moléculas lipofílicas —fármacos incluidos— se convierten luego en parte de estos complejos y su disponibilidad para la absorción depende, entre otras cosas, del proceso digestivo.
Carencia de herramientas
Antes del proyecto INTESTINANOS, los sistemas existentes modelizaban estos procesos en paralelo, mediante experimentos separados para cada uno. «En mis inicios, no había técnicas disponibles para comprender la administración farmacológica avanzada y su rendimiento en el tracto gastrointestinal», afirma Bergström, «un verdadero vacío en el conjunto de instrumentos para determinar cómo se comportan los preparados farmacológicos al ingerirlos». Dicha carencia daba lugar a previsiones inexactas, como predecir que un fármaco originaría un precipitado cuando en realidad se absorbía en la sangre. «Estos modelos no se conectaban con la dinámica del sistema, no representaban bien la realidad “in vivo”», señala Bergström. «Queríamos explorar todos estos aspectos de forma simultánea». En la Universidad de Uppsala, Suecia(se abrirá en una nueva ventana), el equipo de Bergström llevó a cabo un estudio para modelizar los procesos de liberación, digestión y permeación de los fármacos simultáneamente, como experimentos con un enfoque lipídico, a fin de investigar la interacción dinámica de las micelas con los sistemas enzimáticos. Con la ayuda de los investigadores de la universidad Universidad Católica de Lovaina(se abrirá en una nueva ventana), el equipo construyó cinco intestinos virtuales que reflejaban la variabilidad existente entre las personas. «Por el momento, solo disponemos de modelos de europeos sanos, basados en la población a la que tuvieron acceso los científicos de la Universidad Católica de Lovaina», expone Bergström. Añade que ahora el equipo desea establecer modelos para diferentes poblaciones étnicas, cohortes de edad y grupos de pacientes, como los afectados por una enfermedad inflamatoria intestinal.
Comercialización
Su sofisticado modelo de intestino se encuentra ahora en proceso de comercialización a través de la empresa derivada Enphasys(se abrirá en una nueva ventana). «Actualmente estamos tratando de miniaturizarlo y hacerlo aplicable a la manipulación automatizada y adecuado para un tránsito medio», afirma Bergström. La investigación contó con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana) (CEI). «Disponer de una subvención lo suficientemente extensa para contratar a un número significativo de investigadores ha sido crucial para el éxito del programa», señala Bergström. «Y fortaleza para abordar las cuestiones difíciles. A nivel personal, fue fundamental para poder llegar donde he llegado como investigadora, me abrió muchas puertas». Posteriormente, un miembro del equipo de Bergström ha recibido una beca de consolidación del CEI para continuar la investigación en nuevas direcciones, como el desarrollo específico de medicamentos orales para jóvenes que padecen una enfermedad inflamatoria intestinal. «Gracias a esta subvención, hemos creado un equipo muy robusto en Uppsala para seguir planteando preguntas difíciles desde una perspectiva interdisciplinar», concluye Bergström.
