Activen amb llum fàrmacs contra el càncer per evitar efectes secundaris

Investigadors de l'Institut de Química Avançada de Catalunya, IQAC-CSIC, han desenvolupat una sèrie de fàrmacs basats en molècules fotosensibles que es poden activar amb llum externa de manera reversible. D'aquesta manera es pot aconseguir que el fàrmac actuï només a nivell local i de manera molt controlada. La investigació pot ser especialment útil en el cas de tractaments contra el càncer basats en quimioteràpia, ja que no diferencien completament entre cèl·lules canceroses i cèl·lules sanes i, per tant, solen tenir importants efectes secundaris. Els fàrmacs activats per llum només matarien les cèl·lules canceroses sense danyar-ne les sanes (Flickr) Els fàrmacs activats per llum permetrien en el futur fer arribar la quimioteràpia de forma inactiva fins al tumor i activar-la només allà on hi hagués cèl·lules canceroses. Aquesta estratègia permetria controlar totalment l'administració del tractament com destaca Laia Josa Culleré, investigadora del grup de Química Mèdica i Síntesi de l'IQAC. "El que proposem és dissenyar quimioteràpia que es pugui modular amb llum externa. Utilitzant diferents intensitats, diferents temps, diferents longituds d'ona podríem controlar amb alta precisió en espai i temps l'efecte terapèutic dels fàrmacs." "Els efectes secundaris de la quimioteràpia són una de les seves grans limitacions. Matar cèl·lules canceroses és fàcil, el que és difícil és fer-ho sense afectar les cèl·lules sanes i la fotofarmacologia podria resoldre aquest problema." Activar medicaments amb llum permet controlar com i quan s'administra la teràpia (CSIC) La llum canvia l'estructura de les molècules Els fàrmacs activats per llum estan basats en molècules molt especials perquè són fotosensibles, és a dir, canvien la seva estructura quan són il·luminades sota condicions de llum particulars. Això converteix el fàrmac en dirigible, és a dir, ens pot permetre que des de l'exterior controlem el seu efecte terapèutic i amb molta precisió. La llum canvia l'estructura de les molècules fotosensibles (Fundació La Caixa) Fins avui, aquest tipus de fàrmacs es troben en fase experimental per a aplicacions en retina o dolor, però encara no hi ha gaires estudis amb bons resultats en oncologia. La investigació de l'IQAC, publicada a la revista Journal of Medicinal Chemistry, dona un pas en aquesta direcció perquè han dissenyat molècules basades en un fàrmac oncològic però que alhora es poden regular de manera reversible mitjançant llum. En el futur aquest tipus d'estratègies podrien permetre combatre el càncer sense efectes secundaris. "Il·luminaríem la zona del tumor per activar els fàrmacs en la zona cancerosa sense afectar la resta del cos. I si aquestes molècules anessin a altres teixits, les podríem desactivar per no tenir efectes tòxics." "Vam veure que les molècules eren fins a 50 vegades més actives amb llum que en la foscor. És a dir, a una certa concentració no tenien activitat si no les il·il·luminàvem i quan ho fèiem canviava la seva configuració i s'activaven." Els investigadors han utilitzat llum visible que no és perjudicial per als teixits (CSIC) Llum verda en lloc d'ultraviolada Les primeres molècules que van desenvolupar aquests investigadors s'activaven amb llum ultraviolada que pot ser perjudicial per a les cèl·lules i tenen baixa penetració en els teixits biològics. Per això van optimitzar la recerca per aconseguir que es poguessin activar amb llum visible, llum verda i amb millors resultats. "És molt important que es puguin activar amb llum visible perquè fins ara la majoria d'assajos en oncologia havien utilitzat llum ultraviolada o de baixes longituds d'ona de llum visible, com pot ser el blau. I són llums que poden ser perjudicials per als teixits i a més són molt poc permables ja que poden il·luminar una part del tumor i que la llum no arribi a l'altra banda." "Les nostres molècules són de les primeres que només funcionen quan les il·luminem amb llum visible, en aquest cas amb verd, i de forma reversible. És a dir, que no només les podem activar sinó també que les podem desactivar." Útils en diferents tipus de càncer Els investigadors van comprovar l'activitat d'aquestes molècules en quatre línies cel·lulars de càncer: cèrvix, mama, leucèmia i còlon. Els resultats van mostrar un augment de la mort de les cèl·lules canceroses després de la il·luminació amb llum verda, però no van tenir cap efecte quan es mantenien en foscor. En la recerca han provat els fàrmacs amb llum en quatre tipus de càncers (Flickr) En cada tipus de tumor l'estratègia seria diferent. En el cas dels càncers de pell l'aplicació de llum seria directa sobre la part afectada i en tumors interns hi hauria diferents alternatives. Per exemple, en pròstata es podria fer arribar el fàrmac de llum amb un catèter, en càncer de cervell amb una agulla que incorpori una fibra òptica, i en mama es podria implantar un led amb quimioteràpia a la zona del tumor durant la cirurgia i activar-lo després. "Podria ser un led biodegradable i quan féssim la quimioteràpia il·luminar-lo només en la zona tumoral." Però les aplicacions podrien ser més àmplies, com assegura Laia Josa. "Les podríem utilitzar en tots els casos que els fàrmacs no siguin prou selectius. Afegint el factor de llum aconseguiríem que les molècules només fossin actives en el lloc i moment que vulguem." La investigació s'ha fet amb cèl·lules al laboratori i el següent pas serà fer assajos in vivo, en peixos zebra o en ratolins, il·luminant selectivament la zona del tumor per activar el fàrmac, mentre es manté la resta del cos en forma inactiva, evitant així efectes secundaris no desitjats en teixits sans. Un minut d'exposició a la llum monocromàtica modifica les connexions neuronals La llum pot modificar les connexions entre neurones (UPC) Un estudi de la UPC ha demostrat que amb tan sols un minut d'estimulació amb llum blava, verda o vermella s'activen diverses àrees cerebrals visuals i no visuals. L'estudi obre noves vies d'investigació per entendre millor l'impacte de l'estimulació lumínica en la funció cerebral i la seva aplicació en el tractament de disfuncions visuals, símptomes de depressió, alteracions dels ritmes circadiaris, migranyes o trastorns de la memòria o l'atenció. Un nou dispositiu utilitza llum per detectar de forma eficient la covid-19 en mostres de saliva Un dispositiu basat en llum pot detectar la covid-19 a la saliva (ICFO) Investigadors de l'ICFO i d'IrsiCaixa han desenvolupat un dispositiu de baix cost, portàtil i no invasiu que utilitza la llum per fer proves diagnòstiques de covid-19 en mostres de saliva i en menys de 30 minuts. El sensor pot detectar concentracions molt baixes del Sars-Cov-2 amb una sensibilitat del 91.2% i una especificitat del 90%, valors similars als d'una PCR. I ofereix una resposta tan ràpida com un test d'antígens però amb una fiabilitat més alta. Dissenyen una màquina molecular artificial impulsada per llum Han creat la primera màquina molecular impulsada per llum (UB) La Universitat de Barcelona ha participat en una recerca internacional liderada per la Universitat de Nottingham que ha creat la primera màquina molecular artificial impulsada per llum. Una màquina molecular és un conjunt de molècules que poden fer diferents moviments mecànics de resposta a un estímul, i és una estructura clau per al desenvolupament de diverses funcions cel·lulars. La recerca és un primer pas per desenvolupar una nova família d'aquest tipus d'estructures que podria tenir aplicacions tant en nanomedicina com en el camp de l'energia.

Activen amb llum fàrmacs contra el càncer per evitar efectes secundaris

La investigació és especialment útil en tractaments basats en quimioteràpia per poder diferenciar entre cèl·lules sanes i canceroses