Un equipo de investigación ha desarrollado una innovadora técnica de imagen que permite desentrañar el misterio de cómo los medicamentos se distribuyen y se unen en el organismo tras su administración. Este avance, liderado por Li Ye, titular de la Cátedra N. Paul Whittier en Scripps Research y también investigador del Instituto Médico Howard Hughes, ofrece una visión sin precedentes sobre el comportamiento de los fármacos a nivel celular.
Hasta ahora, los métodos convencionales han proporcionado información limitada sobre la interacción de los fármacos con las células específicas dentro del organismo. Según Ye, «normalmente, tras la entrada de un fármaco en el organismo, prácticamente no tenemos ni idea de cómo interactúa con su objetivo. Hasta ahora, ha sido una caja negra». Este nuevo método, llamado vCATCH, permite identificar, célula por célula, los lugares donde los fármacos se unen en todo el organismo de un ratón.
Detalles de la técnica vCATCH
La técnica vCATCH se basa en el uso de fármacos covalentes que se unen de forma permanente a sus dianas moleculares. Antes de su administración, los investigadores añaden una pequeña molécula química a los compuestos. Tras la unión del fármaco a los tejidos, se tratan las muestras con una etiqueta fluorescente y cobre, lo que provoca una reacción química que permite visualizar con claridad la localización del medicamento. Esta metodología se apoya en la ‘química de clic’, desarrollada en Scripps Research por K. Barry Sharpless, galardonado con el Premio Nobel de Química en 2022.
Un desafío importante que el equipo enfrentó fue la absorción del cobre por las proteínas del tejido, lo que limitaba la señal fluorescente. Para solucionarlo, los investigadores pretrataron los tejidos con un exceso de cobre y realizaron múltiples inmersiones con cobre y marcadores fluorescentes, logrando así un análisis más detallado sin señales de fondo indeseadas.
Resultados y aplicaciones futuras
Para validar vCATCH, el equipo estudió dos tratamientos oncológicos: ibrutinib, utilizado en cánceres hematológicos, y afatinib, indicado para el cáncer de pulmón de células no pequeñas. Los hallazgos confirmaron que el afatinib se distribuye ampliamente en el tejido pulmonar, como se esperaba. Sin embargo, el ibrutinib mostró un patrón de unión inesperado, localizándose en células inmunitarias del hígado, tejido cardíaco y vasos sanguíneos, lo que podría explicar efectos secundarios conocidos como arritmias y trastornos hemorrágicos.
La incorporación de esta tecnología en las etapas tempranas del desarrollo farmacológico podría contribuir a reducir la aparición de efectos secundarios indeseados. Los investigadores ya están aplicando vCATCH para evaluar si los fármacos actúan de manera más selectiva sobre células cancerosas que sobre tejidos sanos, así como para investigar interacciones de medicamentos psiquiátricos con diferentes tipos de células cerebrales.
Este avance no solo representa un cambio significativo en el análisis de la distribución de medicamentos, sino que también abre nuevas vías para la investigación en el ámbito oncológico y en la farmacología en general, prometiendo un futuro más seguro y eficaz en el tratamiento de diversas enfermedades.
