Investigadores trabajan en el desarrollo de nuevos métodos para potenciar la acción terapéutica de fármacos 

En el viaje que emprende un medicamento desde que es ingerido hasta que surge su efecto en el organismo, uno de los obstáculos más críticos y menos conocidos es la baja biodisponibilidad. Este fenómeno es común en una amplia gama de familias por función, como los antiinflamatorios, hipoglucemiantes, antihipertensivos y algunos antibióticos.

¿Qué significa esto? Que una parte significativa del fármaco nunca logra disolverse y absorberse de manera correcta para llegar a su sitio de acción, lo que limita su eficacia y, en algunos casos, obliga a incrementar las dosis o frecuencias de administración, elevando así el riesgo de los efectos secundarios y los costos del tratamiento.

De acuerdo con datos presentados por el Instituto de Salud Pública, en México, las enfermedades crónicas, como la diabetes mellitus tipo 2, afectan a más del 18.3 % de la población. Entre los usuarios que reportaron el uso de hipoglucemiantes orales, el 22.82 % utiliza una combinación de estos para alcanzar un tratamiento eficaz, por lo que superar esta barrera representa un desafío y, a su vez, un incentivo para fortalecer la salud pública.

Por razones como ésta, los doctores María del Rosario Moya Hernández, Norma Rodríguez Laguna y Rodolfo Gómez Balderas trabajan para comprender las propiedades fisicoquímicas de los complejos entre fármacos hipoglucemiantes y ciclodextrinas (sistemas moleculares que fungen como acarreadores de fármacos poco solubles), potenciar su actividad y mejorar la calidad de vida de millones de pacientes. 

Lo anterior, bajo metodologías químicas desarrolladas en el laboratorio 10 de Fisicoquímica Analítica de la Unidad de Investigación Multidisciplinaria (UIM), complementadas con modelado computacional en el Laboratorio de Química Cuántica y Computacional, de Campo Uno.

“Es crucial que la investigación mexicana se dirija a los problemas de salud realmente importantes para el país. Nuestra aportación es asentar las bases para diseñar nuevos medicamentos que sean más potentes, selectivos y con menos efectos secundarios”, señalaron los doctores.

Un trabajo transversal

Más allá de sintetizar los compuestos en estado sólido,  su interés se enfoca en entender toda la especiación química, los parámetros termodinámicos que rigen las interacciones, así como el predominio de las especies bajo ciertas condiciones, sobre todo en disolución, desde que es ingerido hasta su comportamiento en el organismo. 

El estudio versa sobre la aplicación de moléculas orgánicas con actividad biológica. Dentro de los hipoglucemiantes, se encuentran las sulfonilureas que actúan estimulando las células del páncreas para liberar insulina, y gliflozinas, que no solo reducen el azúcar en la sangre, sino que tienen efectos cardio y nefroprotectores. Por parte de los antiinflamatorios no esteroides (AINE), los investigadores han estudiado indometacina, diflunisal, flurbiprofeno y diclofenaco, entre otros, comúnmente recetados para tratar dolor crónico, inflamación y fiebre. 

Para facilitar una liberación controlada, dar estabilidad y mejorar su solubilidad en medios acuosos, la estrategia central de los universitarios es el uso de ciclodextrinas, unas moléculas con estructura cónica que forman complejos de inclusión, los cuales permiten alojar al fármaco en su cavidad hidrofóbica. 

Además, el equipo estudia la interacción o complejación de los medicamentos con iones metálicos como el zinc y el cobre, a fin de mejorar las propiedades físicoquímicas, por el efecto sinérgico, que es capaz de potenciar la actividad farmacológica, mientras disminuye los efectos secundarios. 

Para lograrlo, emplean técnicas experimentales con equipos de vanguardia y software especializado, los cuales permiten utilizar una gran cantidad de datos experimentales y tener mayor certidumbre sobre los resultados.

• Espectrofotometría UV-Vis con programas de TRIANG y  Stability Quotients from Absorbance Data (SQUAD), que ayudan a hacer la especiación química de forma más sencilla. 
• Calorimetría de titulación isotérmica (ITC) con el programa PEAQ, determinando el perfil termodinámico de las interacciones. 
• Espectrofotometría IR 
• Potenciometría
• Conductimetría

Además, complementan con metodologías específicas, como relaciones molares, variaciones continuas y el Método de Higuchi-Connors para realizar los estudios de solubilidad.

En la parte computacional, emplean software de química cuántica, programas ejecutados de manera local y, principalmente, en supercomputadoras. Por ejemplo, la Miztli, de la UNAM, o el equipo del Centro Nacional de Supercómputo (CNS), de San Luis Potosí. 

Del mismo modo utilizan software con Inteligencia Artificial (IA), para optimizar el trabajo cotidiano, modelar sistemas, simular interacciones y comprender qué parte específica de la molécula logra tener mayor actividad terapéutica que interactúa con el acarreador para aumentar la solubilidad.

Respecto a los hallazgos, los académicos mencionaron que, con los antidiabéticos y los antiinflamatorios no esteroides,  han encontrado un aumento considerable en la biodisponibilidad al sintetizarlos con sus técnicas, lo que abre la posibilidad de estudiar otras familias de fármacos.

El impacto en la Universidad

Además de la relevancia científica, este proyecto ha sido fundamental para la obtención de recursos a través de convocatorias de investigación y ciencia, lo que ha permitido el mantenimiento y la actualización de los equipos de la Facultad, propiciando el desarrollo de otras investigaciones. 

De igual forma, este trabajo ha impactado en la formación de recursos humanos, atrayendo estudiantes para la realización de servicio social hasta posdoctorado, teniendo un alcance internacional. 

Todo esto ha fomentado la articulación de redes de apoyo con otras universidades, como la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), unidad Iztapalapa; la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo (UAEH) y el Tecnológico Nacional de México, unidad Tijuana.

Frida Alondra Guzmán Ortiz