Investigadores de la Facultad de Medicina y del Instituto de Física de la UNAM, en colaboración con especialistas del Instituto Politécnico Nacional (IPN), diseñaron un implante de dióxido de titanio para la administración de dopamina en el cerebro, el cual podría utilizarse en el futuro para el tratamiento de pacientes con Enfermedad de Parkinson.
En entrevista, la doctora Patricia Vergara Aragón, investigadora de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), dijo que estos implantes ya se han probado con éxito en un modelo animal de ratas con hemiparkinsonismo, por lo que de ser seguros para usarse en humanos, habrán encontrado un tratamiento efectivo para el Parkinson, el cual se presenta cuando hay disminución de dopamina.
Vergara Aragón explicó que el Parkinson es un padecimiento crónico, que progresa lentamente y se caracteriza por temblor, rigidez muscular, lentitud en los movimientos o bradicinesia, inestabilidad postural, alteración en la marcha y propensión a doblar el tronco hacia adelante. También se le asocia con depresión, ansiedad, alteraciones en la memoria, trastornos del sueño y disminución del sentido del olfato entre otros.
En la actualidad, la levodopa es el fármaco anti-parkinsoniano que reporta una mayor eficacia; sin embargo, con el tiempo, pierde efectividad y vuelve las discinesias o movimientos incontrolados.
Patricia Vergara señaló que para ampliar los estudios en este ramo se estableció un convenio de colaboración con Jorge García Macedo, investigador del Instituto de Física de la UNAM, y con María Guadalupe Valverde Aguilar, investigadora del Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada, Unidad Legaria, del IPN, así como con su estudiante de maestría, Gina Prado Prone, con el objetivo de buscar una forma para administrar la dopamina directamente en el cerebro.
La especialidad de Jorge García Macedo y sus colaboradores es la preparación de materiales mediante el proceso llamado sol-gel. Éste sirve para preparar materiales como vidrios y cerámicos, mediante el uso de reactivos líquidos para obtener, después de su interacción, un sólido.
Una de las principales ventajas del proceso sol-gel es que, al llevarse a cabo a temperatura ambiente, en estos materiales se pueden encapsular compuestos orgánicos, como los neurotransmisores, en este caso la dopamina.
García Macedo comentó que cuando la dopamina se maneja en el medio ambiente y en la luz, se oxida rápidamente y deja de ser activa, lo que provoca que sea inservible. Para impedir la oxidación se diseñó una matriz de dióxido de titanio puede mantener el fármaco durante semanas.
Así, durante el proceso la dopamina se incorpora en el material cuando se encuentra en la fase líquida y más adelante, cuando se convierte en un gel, la dopamina ya queda atrapada en los poros de la matriz, la cual se solidifica pero no es totalmente rígida, sino que es un gel maleable, el cual tiene la apariencia de una pasta color ámbar, que puede implantarse en el cerebro de las ratas dándole la forma que se desee.
La física Prado Prone, quien ha trabajado en este proyecto en sus tesis de licenciatura y de maestría, comentó que una vez que los implantes de dióxido de titanio se encuentran en el cerebro de las ratas, la dopamina sale por difusión y migra hacia la zona vecina.
Lo que sucede, dijo, es que si no hay suficiente concentración de dopamina en el sitio donde se colocó el implante, en este caso el cerebro de la rata, la dopamina del interior del implante comienza a ser absorbida por las neuronas que la necesitan. El implante funciona más o menos como una esponja.
Una vez listos, los implantes de dióxido de titanio, que son nanoreservorios de dopamina diseñados en el Instituto de Física de la UNAM, se colocaron en el cerebro de ratas con el hemiparkinsonismo inducido.
En una rata con la vía nigroestriatal ya lesionada, los investigadores introducen el implante en una zona del cerebro que se llama núcleo caudado. La doctora Patricia Vergara relata que, al principio, realizaron pruebas dosis respuesta, hasta que encontraron la dosis ideal, que debían administrar a las ratas para revertir o disminuir las alteraciones motoras que presentaban.
Leonardo Eduardo Domínguez Marrufo, estudiante de Patricia Vergara, observó que las ratas que tenían el implante con la dosis más baja de dopamina se recuperaban más rápido y por más tiempo que las ratas que tenían implantes con dosis mayores de dopamina.
Para evaluar la efectividad de los implantes se realizan evaluaciones conductuales antes de la lesión, posteriores a la lesión y después de haberles colocado el implante.
Algunas de las ratas utilizadas en el estudio ya tienen más de siete meses con el implante, y pronto se van a sacrificar para analizar sus cerebros. Una vez que los estudios hayan concluido y se haya comprobado que el implante no causa ningún daño, estará listo para ser patentado.
Para que estos estudios se realicen en especies superiores, y eventualmente se apliquen en humanos, se requieren más experimentos y cumplir los protocolos correspondientes. Esto implica contar con un buen financiamiento. Por ello, estos investigadores invitan a las empresas farmacéuticas, comercializadoras, públicas o privadas, que quieran invertir en este desarrollo, que se les acerquen, ofreciéndoles compartir los logros y créditos correspondientes.
