A lo largo de los últimos años las terapias contra el cáncer se han centrado en el uso de medicamentos derivados de fuentes biológicas. El principal problema que plantean es que se degradan rápidamente y se inactivan cuando se administran en el cuerpo. Motivo por el que la administración y la liberación efectivas de estos fármacos en las zonas diana del tumor son de suma importancia.
Recientemente se han descubierto polímeros tridimensionales únicos que contienen agua denominados hidrogeles. Estos se posicionan como sistemas efectivos de administración de fármacos (DDS, por sus siglas en inglés). Los fármacos contenidos en estos hidrogeles permanecen relativamente estables debido a la estructura en red y la consistencia de tejido orgánico de estos DDS. Además, la liberación de fármacos de los hidrogeles se puede controlar diseñándolos para que se hinchen y encojan en respuesta a ciertos estímulos, o cambios mínimos en las condiciones, como la temperatura o el pH (que determina la acidez de un ambiente). Por ejemplo, cuando las condiciones son el nivel justo de ácido en el microambiente del tumor, estos DDS se encogen o se hinchan y liberan el fármaco.
Sin embargo, no ha habido ningún método para la síntesis en un solo recipiente de hidrogeles que respondan a más de uno de estos estímulos y se degraden para liberar fármacos en los sitios del tumor diana. Hasta ahora.
Un grupo de científicos, dirigido por el profesor Akihiko Kikuchi de la Universidad de Ciencias de Tokio, ha hecho públicos unos resultados sobre la producción de hidrogeles degradables únicos que responden a cambios en múltiples condiciones en entornos "reductores" que imitan el microambiente de los tumores. Como observa el profesor Kikuchi, "para preparar hidrogeles degradables que puedan liberar fármacos en respuesta a cambios en el microambiente del tumor, preparamos hidrogeles que responden a la temperatura, el pH y el entorno reductor, y analizamos sus propiedades".
Como observa el profesor Kikuchi, "para preparar hidrogeles degradables que puedan liberar fármacos en respuesta a cambios en el microambiente del tumor, preparamos hidrogeles que responden a la temperatura, el pH y el entorno reductor, y analizamos sus propiedades"
En su estudio publicado en Journal of Controlled Release, el profesor Kikuchi, junto con sus colegas de la Universidad de Ciencias de Tokio, el doctor Syuuhei Komatsu, y su colaborador en el estudio, el profesor Taka-Aki Asoh de la Universidad de Osaka, detalla las etapas de diseño de estos nuevos hidrogeles a partir del polímero sintético poli (etilenglicol) diglicidil éter y el compuesto orgánico que contiene azufre cistamina. En respuesta a las bajas temperaturas, estos hidrogeles se hinchan mientras se encogen a la temperatura fisiológica. Además, los hidrogeles responden a los cambios de pH en virtud de poseer grupos amino terciarios. Cabe señalar aquí que el pH del microambiente tumoral fluctúa entre 5,5 y 6,5 debido a la glucólisis en las células tumorales. Bajo las condiciones reductoras de este entorno.
Para probar aún más sus propiedades de liberación de fármacos, los científicos cargaron estos hidrogeles con proteínas específicas aprovechando su comportamiento de hinchamiento-deshinchamiento dependiente de la temperatura y probaron la liberación controlada de fármacos en condiciones ácidas o reductoras.
Se encontró que la cantidad de fármaco cargada en estos hidrogeles podría controlarse cambiando el tamaño de malla de la red de polímero de hidrogel cambiando la temperatura, lo que sugiere la posibilidad de personalizar estos DDS para la administración de fármacos específicos. Además, la estructura de la red de hidrogel y las interacciones electrostáticas en la red aseguraron que las proteínas se conservaran intactas hasta la entrega, sin verse afectadas por el hinchamiento y la contracción de los hidrogeles con cambios de pH en el entorno circundante.
Con estos hidrogeles y la facilidad de tratamiento que proporcionan, los médicos pronto podrán diseñar hidrogeles "personalizados" que sean específicos para los pacientes, lo que dará un gran impulso a la medicina personalizada. Además de eso, este nuevo DDS proporciona una forma de destruir las células cancerosas que quedan después de la cirugía. Como afirma el profesor Kikuchi, "La implantación de este material en el área afectada después de la resección del cáncer puede eliminar las células cancerosas residuales, convirtiéndolo en una herramienta terapéutica más poderosa".