De acuerdo con la Federación Internacional de Diabetes (IDF por sus siglas en inglés), en 2019 se estimó una prevalencia de diabetes a nivel mundial de 9.3%, que corresponde a 463 millones de adultos, y se calcula que para el año 2045 aumentará a 700 millones.
Para su control, el tratamiento primordial consiste en la administración intramuscular de insulina. Sin embargo, es considerada una práctica invasiva (aun cuando su aplicación implica poco o nulo dolor), pues de no efectuarse correctamente ocasiona endurecimiento e inflamación del tejido graso subcutáneo.
Aunado a ello, la Escuela de Farmacia de la Universidad de California estima que sólo la mitad de los pacientes efectúan de forma correcta su medicación, esta omisión es causa de 125,000 muertes anuales debido a trastornos cardiovasculares.
Con la intención de implementar nuevas tecnologías para el desarrollo de formas farmacéuticas orales, el doctor David Quintanar Guerrero, responsable del Laboratorio de Investigación y Posgrado en Tecnología Farmacéutica de la FES Cuautitlán, y sus colaboradores trabajan en la “Preparación y evaluación de formulaciones químicamente protegidas de péptidos y proteínas para su administración oral por técnicas de secado y atomización”, como una alternativa de administración simple, eficiente y cómoda en beneficio de los pacientes.
Avanza la búsqueda de nuevas formas farmacéuticas
La diabetes es una enfermedad metabólica crónica caracterizada por niveles elevados de glucosa en sangre, su complicación puede causar daños graves al corazón, los vasos sanguíneos, ojos, riñones y nervios. La aplicación de insulina mediante inyecciones es, desde hace décadas, el tratamiento que mejoró la vida de los pacientes con glucosuria.
Actualmente, la biotecnología moderna y su amplia gama de tecnologías han avanzado vertiginosamente, permitiendo la creación de nuevos tratamientos y aplicaciones cada vez más apropiadas, amables y confortables.
“Desde hace veinte años la biotecnología impacta fuertemente en la producción de fármacos en México, un 20% de los medicamentos que están hoy en el mercado tiene su origen en estas técnicas. Nosotros, con esta propuesta, buscamos mejorar la biodisponibilidad de la insulina para su administración por medio de la vía oral”, explicó el doctor Quintanar.
El objetivo de los doctores Quintanar, David Lechuga Ballesteros y la maestra Diana Contreras Ortiz fue obtener microcápsulas con recubrimiento entérico de un polímero biodegradable impermeable, es decir, revestir el principio activo con una sustancia capaz de impedir la liberación del medicamento hasta su llegada al intestino delgado, donde sea absorbido.
La obtención del producto activo se realiza a partir del secado por aspersión, desarrollado en tres pasos: atomización, deshidratación y recolección del polvo. Una disolución del péptido o proteína se atomiza en una cámara de secado bajo un flujo constante de aire caliente por lo que la deshidratación tiene lugar en segundos debido a la gran área específica de las partículas, esta técnica permite la formación de microgránulos o micropartículas entéricas.
El investigador afirmó que en el presente la mayoría de los péptidos y proteínas disponibles de manera comercial se administran mediante vía parenteral debido a las dificultades observadas con otras vías de administración. En particular, la vía oral presenta importantes retos relacionados con la degradación de péptidos en el medio ácido y rico en proteasas del tracto gastrointestinal, también existen dificultades de absorción debido a su alto peso molecular.
Para el desarrollo de estas microcápsulas, el equipo realizó pruebas con varios excipientes con diferente funcionalidad, entre ellas, carbopol 940, lactosa, eudragit L100-55, gelucire 44/14, insulina, inhibidor de tripsina de soya y D- Trehalosa, en medios de disolución de hidróxido de sodio 0.01N y ácido clorhídrico 0.01N.
Una vez obtenidas las partículas recubiertas entéricamente se obtuvo el rendimiento, el porcentaje de humedad en el polvo con una termobalanza, la densidad aparente y compactada, el índice de compresibilidad y de Hausner para el polvo, utilizando un aparato de asentamiento efectuando 250 golpes.
“Empezamos realizando sistemas unidireccionales bioadhesivos porque creemos que un sólo sistema no es capaz de proteger el fármaco. Desarrollamos un sistema para absorber este activo en nanopartículas en un material biodegradable, formamos la película sobre las microesferas y logramos integrar el material sin que tenga contacto con solventes”, agregó el académico.
Los resultados previamente descritos sugieren que fue posible obtener microcápsulas con un recubrimiento entérico a través del método de fabricación desarrollado. Por tanto, para evaluar dicha tecnología elaboraron pruebas en ratas Winstar, que demostraron la eficiencia de los materiales, sobre todo en insulina, pues al medir la glucosa los niveles bajaron significativamente.
Por otro lado, sobre la liberación in vitro e in vivo, se sabe que las microcápsulas obtenidas mejoran la biodisponibilidad oral de esta hormona polipeptídica (insulina).
La trascendencia del proyecto
La administración oral de insulina se originó como una iniciativa encaminada a mejorar la calidad de vida de más de 400 personas con diabetes de tipo uno. Además, podría amortiguar algunos de los efectos secundarios que amenazan la cotidianidad de los pacientes que no se administran las inyecciones requeridas.
“Lo más innovador de esta implementación es que integra dos conocimientos de la nanotecnología (bioadhesión y secado por aspersión). Por eso, puede reemplazar un tratamiento estándar de inyección, ofreciendo múltiples posibilidades adicionales a la administración farmacológica, ya que puede funcionar incluso para vacunas suministradas por vía nasal, pulmonar o vaginal”, detalló el especialista.
Cabe mencionar que este método no invasivo cumple con todos los requerimientos de la FDA (Food and Drug Administration, por sus siglas en inglés): simple implementación, práctico, posee estabilidad durante su período de almacenamiento, adaptable a cualquier fármaco, con mejor biodisponibilidad y de liberación lenta y controlada, lo que permite mantener los niveles terapéuticos indicados durante mayor tiempo.
A lo largo de su trayectoria profesional, el doctor Quintanar ha coordinado diversos proyectos enfocados al mejoramiento de la sanidad pública, lo cual le ha valido el reconocimiento de la sociedad y la comunidad universitaria, así como de organismos públicos y privados.
Recientemente, el Programa para el Fomento al Patentamiento y la Innovación (Profopi) galardonó esta última propuesta del Laboratorio de Investigación y Posgrado en Tecnología Farmacéutica, con el tercer lugar en su edición 2021 al posicionarse como una de las mejores solicitudes de patente.
Esta presea la otorga la Coordinación de Vinculación y Transferencia Tecnológica (CVTT) y tiene como propósito promover la innovación tecnológica, la cultura de propiedad industrial y la transferencia de la tecnología. Con ello los universitarios dan muestra de su capacidad de desarrollo tecnológico aplicativo y la relevancia de sus contribuciones al área de la nanotecnología.