Un equipo de investigación interinstitucional dirigido por la Facultad de Medicina LKS de la Universidad de Hong Kong (HKUMed), ha desarrollado una novedosa nanomedicina pro fármaco a base de cinamaldehído utilizando cinamaldehído, un aditivo alimentario común, como agente antiinflamatorio. El pro fármaco forma nanopartículas que liberan los agentes terapéuticos de forma precisa en los sitios inflamados, ofreciendo una solución para el tratamiento de enfermedades inflamatorias como la artritis reumatoide (AR). Esta innovadora invención fue galardonada con la “Medalla de Oro” en la Exposición Internacional de Invenciones de Ginebra a principios de este año. Los hallazgos de la investigación se publicaron en Advanced Healthcare Materials (enlace a la publicación), y se presentó una solicitud de patente con base en este trabajo.
Antecedentes
La inflamación es un mecanismo de respuesta biológica de autodefensa para proteger al cuerpo humano de lesiones e infecciones causadas por estímulos nocivos. Generalmente, una respuesta inflamatoria puede ayudar al cuerpo a defenderse y repararse. Sin embargo, las respuestas inflamatorias desreguladas pueden dar lugar al desarrollo de diversas enfermedades inflamatorias, como la AR y la enfermedad inflamatoria intestinal. La causa principal de estas afecciones implica el aflojamiento de las uniones endoteliales, lo que permite el reclutamiento e infiltración de células inflamatorias en el tejido inflamado. Posteriormente, las células inflamatorias activadas promueven la sobreproducción de diversas citoquinas proinflamatorias, que son responsables de la iniciación y progresión de las lesiones inflamatorias. Por lo tanto, la supresión de las citoquinas proinflamatorias excesivas es fundamental para la prevención, la mitigación y el tratamiento de diversas enfermedades inflamatorias.
La AR es un trastorno inflamatorio crónico común causado por una respuesta inmunitaria desregulada, que afecta del 0,5 al 1% de la población mundial. Según la Hong Kong Arthritis & Rheumatism Foundation Limited, la AR es una enfermedad reumatológica prevalente en Hong Kong, y los pacientes con AR suelen experimentar diversos dolores en las articulaciones, erosión ósea continua y deformidad en todo el cuerpo. A medida que la enfermedad progresa, el deterioro de las articulaciones afecta significativamente su capacidad de funcionar, causando daño irreversible a su salud y calidad de vida.
Las estrategias de tratamiento actuales para las enfermedades inflamatorias incluyen principalmente el uso de medicamentos antiinflamatorios, como los fármacos antiinflamatorios no esteroideos, los esteroides y los agentes biológicos. En casos graves, puede ser necesario recurrir a la intervención quirúrgica como terapia complementaria. A pesar de los notables avances en la antiinflamación y el alivio de los síntomas clínicos, el enfoque de tratamiento actual se ha visto limitado por la insuficiencia de eficacia terapéutica y los efectos adversos sistémicos desfavorables debido a la falta de capacidad de direccionamiento, la escasa estabilidad y la baja solubilidad en agua. Por lo tanto, el tratamiento de las enfermedades inflamatorias sigue siendo un desafío significativo.
Hallazgos de la investigación y su importancia
El equipo de investigación ha desarrollado un nuevo nanosistema pro fármaco utilizando el aditivo alimentario aprobado por la FDA cinamaldehído para tratar enfermedades inflamatorias. Mediante la modificación química, el equipo de investigación transformó el cinamaldehído en un pro fármaco polimérico sensible a las especies reactivas del oxígeno que puede autoensamblarse en nanopartículas. En experimentos con dos modelos de ratón con AR y colitis ulcerosa, los investigadores encontraron que estas nanopartículas se acumulaban eficazmente en los sitios inflamados de los ratones a través de la inyección intravenosa. Las nanopartículas acumuladas liberaban cinamaldehído en respuesta a altas concentraciones de especies reactivas del oxígeno en los sitios inflamados, lo que aliviaba la progresión de la inflamación al inhibir la sobreproducción de citoquinas proinflamatorias. Los resultados de los estudios con modelos de ratón demostraron que la nanomedicina pro fármaco de cinamaldehído puede administrarse de forma precisa a los sitios inflamados, liberando sus efectos terapéuticos sin causar daño a otros tejidos normales.
El profesor Wang Weiping, profesor asociado del Dr. Li Dak-Sum Research Centre y del Departamento de Farmacología y Farmacia de HKUMed, y miembro investigador del Laboratorio Estatal Clave de Biotecnología Farmacéutica de la HKU, que dirigió el proyecto de investigación, señaló que esta tecnología tiene tres ventajas principales. “En primer lugar, el equipo transformó el cinamaldehído en una forma pro fármaco mediante la modificación química, lo que puede mejorar eficazmente la solubilidad y la estabilidad del fármaco, haciendo que el cuerpo lo absorba más fácilmente y mantenga su actividad”, explicó. “En segundo lugar, la administración del fármaco en forma de nanopartículas aumenta la acumulación del fármaco en el lugar de la inflamación, evitando el rápido metabolismo del fármaco y mejorando su eficacia terapéutica. En tercer lugar, las especies reactivas del oxígeno en el lugar de la inflamación pueden activar el fármaco para que ejerza sus efectos en la zona afectada. El pro fármaco de cinamaldehído tiene una mejor eficacia terapéutica que los fármacos tradicionales, proporcionando un enfoque innovador para la administración dirigida de fármacos en el tratamiento de enfermedades inflamatorias.”
El profesor Wang y su equipo trabajan actualmente en el desarrollo de una forma de dosificación oral de pro fármacos de cinamaldehído, para ayudar a los pacientes a cumplir fácilmente las instrucciones de su médico para la medicación y promover la futura traducción clínica.
Acerca del equipo de investigación
El estudio estuvo dirigido por el profesor Wang Weiping, profesor asociado del Dr. Li Dak-Sum Research Centre y del Departamento de Farmacología y Farmacia de HKUMed, y miembro investigador del Laboratorio Estatal Clave de Biotecnología Farmacéutica de la HKU. Los autores correspondientes fueron el profesor Guo Weisheng, de la Escuela de Ingeniería Biomédica de la Universidad Médica de Cantón, y el Dr. Li Zhongyu, de la Facultad de Química e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Wenzhou. Los coautores principales fueron el Dr. Zhang Yaming y el Dr. Liu Lu, becarios posdoctorales del Departamento de Farmacología y Farmacia de HKUMed. Otros investigadores fueron el Dr. Wang Tianyi, graduado de doctorado del Departamento de Farmacología y Farmacia de HKUMed; Mao Cong, estudiante de máster de la Escuela de Ingeniería Biomédica de la Universidad Médica de Cantón; Shan Pengfei, asistente de investigación de la Facultad de Química e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Wenzhou; y el profesor Chak-sing Lau, decano de Medicina de la HKU.
Agradecimientos
Este trabajo ha sido financiado por los Fondos de Inicio del Dr. Li Dak-Sum Research Center de la HKU y de HKUMed, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y la Fundación de Ciencias Naturales de la Provincia de Cantón de China.
Consulta de medios
Póngase en contacto con la Facultad de Medicina LKS de la Universidad de Hong Kong por correo electrónico (medmedia@hku.hk).
