Fármacos que se activan con la luz podrían combatir el cáncer

La fotofarmacología consiste en el tratamiento de las enfermedades con medicamentos compuestos por moléculas que se activan y controlan mediante la luz y proporciona nuevas oportunidades de crear terapias personalizadas para combatir patologías como el cáncer. Ahora, un grupo de investigadores españoles del Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han desarrollado in vitro una serie de moléculas fotosensibles que se pueden activar y desactivar con luz externa y permitirían un efecto más localizado y controlado de los fármacos, aumentando su eficacia.

Uno de los retos a los que se enfrenta la medicina en el tratamiento del cáncer es que con frecuencia los medicamentos empleados no son capaces de diferenciar por completo las células cancerosas de las células sanas y esto no solo reduce la eficacia de la quimioterapia, sino que provoca efectos adversos que deterioran la salud del paciente.

“Los fármacos fotosensibles, cuya actividad se puede controlar con precisión con luz externa de manera reversible, pueden permitir solventar este problema, ya que proporcionan un gran control del lugar de acción y durante un tiempo deseado, disminuyendo así los efectos secundarios y aumentando su eficacia”, ha explicado Laia Josa Culleré, investigadora del grupo Química Médica y Síntesis del IQAC, y autora principal del estudio que ha permitido diseñar estas moléculas y cuyos resultados se han publicado en Journal of Medicinal Chemistry.

Medicamentos fotosensibles que solo atacan a las células cancerosas

La estructura de las moléculas fotosensibles varía cuando son iluminadas bajo determinadas condiciones de luz –ajustando parámetros como la longitud de onda, la intensidad y el tiempo de exposición–, lo que puede permitir un control externo del efecto terapéutico del fármaco y de su actividad antitumoral con mayor precisión. “Hasta la fecha, este tipo de fármacos se encuentran en fase experimental para aplicaciones en retina o dolor, pero por ahora no hay muchos estudios con buenos resultados en oncología”, señala Laia Josa Culleré.

Las moléculas fotosensibles cuya actividad se puede controlar con luz externa pueden evitar los efectos secundarios de los medicamentos contra el cáncer y mejorar su eficacia

La nueva investigación se centró en una diana común en oncología, las enzimas histonas desacetilasas (HDAC), que cuando se regulan incorrectamente impiden la expresión de ciertos genes, como los supresores de tumores, y hacen que las células sean más propensas a convertirse en células cancerosas. Por esta razón se están desarrollando numerosos fármacos destinados a inhibir las HDAC mal reguladas para detener la progresión de esta enfermedad.

Aunque ya existen medicamentos que actúan sobre estas enzimas, tienen una baja selectividad y efectos tóxicos, y por ello el objetivo de los investigadores era diseñar moléculas basadas en estos fármacos convencionales, pero que se pudieran regular de manera reversible mediante luz para poder controlar su actividad cambiando las condiciones de iluminación.

Los investigadores comprobaron que cuando estas moléculas se activaban con luz inhibían a las HDAC, algo que no sucedía cuando permanecían inactivas en la oscuridad. Como las primeras moléculas desarrolladas solo se activaban con luz ultravioleta –que puede dañar las células y no penetra lo suficiente en los tejidos biológicos– se modificaron para que se activaran con luz verde (luz visible) y sus resultados mejoraron bajo iluminación.

Probaron entonces cómo funcionaban estas moléculas en cuatro líneas celulares de cáncer: cérvix, mama, leucemia y colon, y observaron que se producía un aumento de la muerte de las células cancerosas tras la iluminación con luz verde y que cuando se mantenían a oscuras no tenían efectos. “Uno de los puntos fuertes del estudio es que estas moléculas se han conseguido activar con luz visible (de color verde), mientras que casi todas las moléculas que están descritas contra el cáncer se activan con luz ultravioleta, que es menos eficaz, y limita la aproximación a ensayos in vivo y en pacientes”, destaca Amadeu Llebaria, responsable del grupo de Química Médica y Síntesis del IQAC.

Basándose en los resultados del estudio, el equipo de científicos ha desarrollado una pequeña biblioteca de moléculas fotosensibles que permiten controlar la viabilidad celular únicamente cuando se iluminan con luz visible, que es menos perjudicial para las células. Se espera que en un futuro sea posible estudiar el efecto de estas moléculas in vivo, en peces cebra o en ratones, iluminando selectivamente la zona del tumor para activar el fármaco, mientras en el resto del cuerpo se mantiene en su forma inactiva para evitar efectos adversos en tejidos sanos.

“Creemos que el estudio de estas moléculas fotosensibles es importante para llegar a establecer una prueba de concepto in vivo sobre el uso de la fotofarmacología para tratar el cáncer de forma más eficaz y más segura”, concluye Josa Culleré.

Fuente: Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)