Optimizan un tratamiento contra el glaucoma

El Glaucoma, es una de las principales causas de ceguera irreversible en el mundo, que implica un aumento de la presión intraocular que, de manera progresiva, puede dañar el nervio óptico y comprometer la visión. 

Uno de los tratamientos más habituales, es la aplicación de gotas oftálmicas de hipotensores oculares, aunque sin embargo, esta estrategia presenta algunas dificultades, ya que requiere aplicaciones frecuentes y solo una proporción muy pequeña del medicamento administrado, logra atravesar las barreras naturales del ojo.

Ante este escenario, un equipo interdisciplinario de investigadores del CONICET en el Instituto de Investigaciones Biológicas y Tecnológicas (IIByT, CONICET-UNC) y la Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica (UNITEFA, UNC-CONICET) desarrolla pequeños dispositivos estériles, que se colocan en el fondo del saco conjuntival del ojo capaces de liberar una droga de manera localizada, constante para controlarla.

Estos insertos oculares, tienen apenas unos milímetros, son elaborados mediante tecnología de impresión 3D y su estructura, utiliza colágeno como soporte para incorporar nanocristales de acetazolamida, una droga que reduce la presión intraocular que ahora no cuenta con una formulación oftálmica que se aplique de manera directa sobre los ojos, por lo que la estrategia, busca prolongar el tiempo de contacto entre la medicación y el ojo y de este modo, favorecer su acción pero con dosis menores.

El desarrollo, ejecutado en el marco de un Proyecto Integrador (PI) de la carrera de Ingeniería Biomédica de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (FCEyN) de la UNC, integra diferentes líneas de trabajo de los grupos de investigación que dirigen los científicos del CONICET Mariana Cid en el IIByT y Santiago Palma en la UNITEFA.

Del laboratorio a una posible aplicación: luego de los estudios de diseño, desarrollo y caracterización de los insertos, estudios realizados en medios simulados y en células permitieron evaluar, in vitro, la liberación de la droga y estudiar su seguridad. 

A continuación, se realizaron pruebas en animales, de manera particular en conejos, cuyo sistema ocular presenta características que permiten utilizarlos como modelo experimental y hasta el momento, los resultados muestran que los insertos mantienen el efecto del fármaco durante varias horas y alcanzan resultados comparables a otras formas de administración, pero con menores dosis. 

El equipo, trabaja en la actualidad en una nueva etapa, orientada a prolongar aún más el tiempo de liberación, mejorar la adherencia de los insertos y estandarizar el proceso de fabricación y además de los resultados específicos sobre una potencial mejora para el tratamiento del glaucoma, la experiencia muestra el valor de construir ciencia a partir del encuentro entre disciplinas.

“El desarrollo de este tipo de tecnologías requiere necesariamente de la interacción entre distintas disciplinas. No alcanza con conocer el comportamiento del fármaco o diseñar el biomaterial: es necesario pensar también en cómo ese sistema va a interactuar con el tejido y qué condiciones debe cumplir para que pueda ser utilizado”, explica Cid.

Para los científicos, el proyecto es un ejemplo de investigación colaborativa, donde la diversidad de trayectorias científicas y profesionales se convierte en una fortaleza para avanzar desde una pregunta biológica y médica hacia una posible solución tecnológica. 

“Es importante destacar que esta potencial solución tecnológica para un problema de salud concreto es el resultado de años de trabajo y dedicación en líneas de investigación sostenidas en el tiempo y que la colaboración interdisciplinaria es clave para potenciar y acelerar esos desarrollos”, expresa María Lina Formica, investigadora del CONICET en la UNITEFA e integrante del proyecto.

Un desafío que reúne distintas disciplinas: una de las características significativas del proyecto, es la diversidad de saberes que confluyen en su desarrollo, dado que el equipo reúne diferentes especialistas del CONICET, con formación en química, farmacia, bioquímica, medicina e ingeniería biomédica.

Cada disciplina, aporta una mirada diferente sobre un mismo problema, ya que a los conocimientos vinculados con la química y la tecnología farmacéutica, que resultan fundamentales para estudiar las características del fármaco y diseñar su sistema de liberación, la medicina aporta la comprensión de la patología y de las necesidades asociadas al tratamiento. 

La bioquímica también contribuye al análisis de los procesos biológicos involucrados, mientras que la ingeniería biomédica permite integrar estos conocimientos en el diseño y fabricación de una tecnología orientada a una aplicación concreta.

De manera específica, el proyecto integra diferentes tecnologías y áreas de estudio en las cuales se desempeñan los especialistas involucrados, como la bioimpresión 3D de colágeno, la obtención de nanocristales de fármacos, el desarrollo de sistemas de liberación de drogas y la evaluación de su aplicación ocular.

En trabajos previos, se desarrollaron nanocristales de acetazolamida, que mediante la disminución del tamaño de la dosis de droga, permitieron lograr mejorar sus propiedades para su aplicación ocular y además, se exploró la combinación de la tecnología de nanocristales de diferentes fármacos con la impresión 3D en matrices lipídicas y poliméricas. 

Sobre esta experiencia y la trayectoria en desarrollo de sistemas de liberación de drogas, se avanzó hacia la integración de estas líneas de investigación, con el desarrollo de un inserto cargado de nanocristales de Acetazolamida, para aplicación ocular, obtenido por bioimpresión 3D con colágeno.

“Este proyecto nos permitió ver cómo una misma pregunta puede abordarse desde perspectivas muy diferentes y cómo esas miradas se complementan”, señala Julieta Ribotta, becaria doctoral del CONICET en la UNITEFA e integrante del proyecto que agrega que “la posibilidad de integrar conocimientos de distintas áreas fue clave para avanzar desde el diseño inicial hasta la evaluación del sistema de liberación de la droga”.

Hacia una nueva etapa: hace poco tiempo el proyecto, que obtuvo el reconocimiento del certamen UNC Innova de la Secretaría de Innovación y Vinculación Tecnológica de la UNC, al recibir el segundo lugar en la categoría “Investigación o desarrollo aplicable”, se encuentra en una nueva etapa de desarrollo.

El equipo, trabaja en prolongar el tiempo durante el cual el inserto libera el fármaco, mejorar su adherencia a la superficie ocular y avanzar en la estandarización del proceso de preparación, lo que será central para evaluar las posibilidades de llevar la tecnología hacia etapas posteriores de desarrollo que la aproximen a su aplicación clínica.

Por último, Ribotta señala que “el objetivo ahora es seguir optimizando el sistema y entender qué condiciones nos permiten obtener una liberación más prolongada y controlada., aunque todavía quedan desafíos por resolver, pero cada etapa nos permite conocer mejor cómo funciona el inserto y qué necesitamos ajustar para avanzar”.

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