¿La bala mágica contra SARS-CoV-2?

La nanotecnología puede definirse como la ciencia, ingeniería y tecnología desarrolladas en la nanoescala. El físico y Premio Nobel, Richard Feynman (hace ya 61 años) predijo las increíbles posibilidades de la nanociencia en There is Plenty of Room at the Bottom. An invitation to enter a new field of physics, que podríamos traducir por “Hay mucho espacio al fondo”: hay mucho espacio en un mundo mucho más pequeño, mientras descendemos en la escala de tamaño hasta llegar a lo nano.

De acuerdo a la Comisión Europea, un nanomaterial se refiere a cualquier material (sea de origen natural o producido de manera artificial) que esté en forma de partículas individuales o agregadas siempre que cumpla que su tamaño esté entre 1-100 nanómetros. Como el nanomaterial está compuesto generalmente por partículas de diversos tamaños, al menos el 50% de esas partículas han de cumplir la condición de las dimensiones, aunque en realidad, el límite de 100 nanómetros es relativo: las propiedades características de los nanomateriales no cambian radicalmente a 100 nanómetros.

Una de las subdisciplinas dentro de la nanotecnología es la nanomedicina, basada en la aplicación de estas tecnologías para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Así como la conferencia de Feynman marca los inicios de la nanotecnología, algo así ocurre con el concepto de “bala mágica” de Paul Ehrlich para la nanomedicina. Según este científico, el objetivo es desarrollar vehículos selectivos o “balas mágicas” que, cargados con compuestos farmacéuticos, se dirijan a curar una determinada enfermedad con un único tratamiento. En Naukas Bilbao os conté la aplicación de este concepto de cara a mejorar el tratamiento convencional disponible de la enfermedad rara de Fabry. 

El primer nanomedicamento fue el Doxil, un vehículo (en este caso liposomas) cargado con el anticancerígeno doxorrubicina para el tratamiento del cáncer de ovarios. Pero actualmente hay muchos más fármacos aprobados para diversos usos.

¿Podríamos entonces desarrollar una “bala mágica” para acabar con SARS-CoV-2, el famoso coronavirus que provoca la enfermedad COVID-19?

Teóricamente podemos conseguir cualquier cosa, pero no es tan sencillo: si queremos construir una bala mágica, primero necesitamos un compuesto antiviral capaz de acabar con SARS-CoV-2 y, por desgracia, aún no lo tenemos. Una vez obtengamos dicho fármaco efectivo contra el virus, podríamos hablar de vehiculizarlo y mejorar el tratamiento intentando hacerlo más selectivo hacia el virus y evitando los posibles efectos secundarios.

Molécula de cloroquina. Fuente: Wikipedia

En estudios clínicos preliminares, así como en cultivos celulares, parece que el antimalárico cloroquina podría tener un efecto terapéutico en los pacientes de COVID-19. La cloroquina es una base débil que interfiere en la acidificación de orgánulos ácidos con membrana. Los orgánulos son estructuras celulares que se encargan de una o varias funciones determinadas. Por ejemplo, en el parásito Plasmodium que provoca la malaria, la cloroquina se acumula en las vacuolas digestivas y se piensa que allí impide la acción del parásito por medio de la alteración del pH. 

Célula animal donde el número 10 representa una vacuola y el 12 un lisosoma. Fuente: Wikimedia Commons

Para estudiar los supuestos efectos antivirales de la cloroquina, ¡la nanomedicina podría echarnos un cable! Resulta que la cloroquina se ha usado para investigar cómo las nanopartículas son internalizadas por las células y se ha visto que este fármaco es muy efectivo en inhibir la entrada de dichas nanopartículas en las células. ¿Y esto qué tiene que ver con SARS-CoV-2? Resulta que este virus es en sí mismo una “nanopartícula” con un tamaño (60-140 nm) y morfología (esférica) similar a las nanopartículas sintéticas, de manera que el mismo mecanismo podría ser efectivo para evitar la entrada del SARS-CoV-2 en nuestras células. Además, aunque este virus entrara en la célula podría quedarse atrapado en el orgánulo llamado endosoma ya que debido a la acción básica de la cloroquina no fuera capaz de acidificarse lo suficiente como para fusionarse con el lisosoma.

Así que parece que la cloroquina podría tener efectos profilácticos y/o terapéuticos contra COVID-19, y precisamente la nanomedicina podría ayudar en la comprensión de los mecanismos a través del cual afecta a SARS-CoV-2. Esto nos permitiría optimizar y desarrollar otras estrategias preventivas y terapéuticas.

De todas formas, aún es pronto para interpretar y aplicar estos descubrimientos en preclínica y clínica. Al fin y al cabo, aunque la cloroquina mostró actividad terapéutica en cultivos celulares contra los virus del Ébola y chikungunya, no sucedió lo mismo cuando se probó en animales. Como siempre, es necesaria más investigación y más ciencia.

Ununcuadio

Para saber más:

Bobo, D., Robinson, K. J., Islam, J., Thurecht, K. J. & Corrie, S. R. Nanoparticle-Based Medicines: A Review of FDA-Approved Materials and Clinical Trials to Date. Pharm. Res. 33, 2373–2387 (2016).

Feynman, R. P. There’s Plenty of Room at the Bottom: An Invitation to Enter a New Field of Physics. Engineering and Science (Caltech) (1960). Available at: https://authors.library.caltech.edu/53057/. (Accessed: 28th November 2019)

Hu, T. Y., Frieman, M., & Wolfram, J. (2020). Insights from nanomedicine into chloroquine efficacy against COVID-19. Nature Nanotechnology. https://doi.org/10.1038/s41565-020-0674-9

Kreuter, J. Nanoparticles-a historical perspective. International Journal of Pharmaceutics 331, 1–10 (2007).

Krukemeyer, M., Krenn, V., Huebner, F., Wagner W & R, R. History and Possible Uses of Nanomedicine Based on Nanoparticles and Nanotechnological Progress. J Nanomed Nanotechnol 6, 336 (2015).

Mostafavi, E. & Soltantabar, P. Nanotechnology and picotechnology: A new arena for translational medicine. Biomater. Transl. Med. 191–212 (2019). doi:10.1016/B978-0-12-813477-1.00009-8

Soares, S., Sousa, J., Pais, A. & Vitorino, C. Nanomedicine: Principles, properties, and regulatory issues. Front. Chem. 6, 1–15 (2018).

Varios autores, Infórmate con rigor: Artículos en Naukas sobre el coronavirus

Youn, Y. S. & Bae, Y. H. Perspectives on the past, present, and future of cancer nanomedicine. Adv. Drug Deliv. Rev. 130, 3–11 (2018).

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