El método intranasal transformaría la neurología
Enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer podrían beneficiarse de esta técnica que traspasa la barrera hematoencefálica sin cirugía
La barrera hematoencefálica (BHE) ha sido, durante mucho tiempo, uno de los principales obstáculos en la terapia de enfermedades neurológicas.
Si bien protege al cerebro de sustancias nocivas, también impide la entrada de numerosos medicamentos esenciales.
En este contexto, científicos de la Facultad de Medicina Yong Loo Lin de la Universidad Nacional de Singapur (NUS Medicine) han desarrollado una innovadora técnica que promete cambiar el paradigma en la administración de tratamientos para afecciones cerebrales.
Liderados por Haosheng Shen, investigador principal del Programa de Investigación Traslacional de Biología Sintética y del Programa de Biología Sintética para la Innovación Clínica y Tecnológica (SynCTI).
El equipo ha aprovechado una bacteria nasal natural, Lactobacillus plantarum (Lp), modificada genéticamente, que permite transportar moléculas terapéuticas directamente al cerebro a través de una vía que transita desde la nariz, el olfato y llega al sistema nervioso central.
Lactobacillus plantarum
El enfoque de NUS Medicine asume el reto que representa la BHE.
Tradicionalmente, la administración de fármacos para tratar enfermedades neurológicas, como el Alzheimer o el Parkinson, ha enfrentado limitaciones significativas: los métodos convencionales requieren procedimientos invasivos o tienen una eficacia reducida debido a la limitada capacidad de los compuestos para penetrar la BHE.
En respuesta a este desafío, el equipo identificó una cepa de Lactobacillus plantarum con afinidad natural por la mucosa olfativa, un tejido especializado situado en la parte superior de la cavidad nasal, responsable del sentido del olfato.
Este tejido, además de sus funciones sensoriales, ofrece una ruta directa ( poco explorada) hacia el cerebro, lo que abre la posibilidad de administrar fármacos de forma no invasiva.
Este polisacárido, presente en el epitelio olfativo, actúa como ancla para la bacteria, permitiendo una liberación localizada y sostenida de los compuestos terapéuticos.
Para sortear el problema de la reducida superficie de la mucosa olfativa y la rápida eliminación de los compuestos por el organismo, los investigadores diseñaron la cepa de Lp de manera que se adhiriera específicamente al sulfato de N-acetil heparán (NaHS).
De esta forma, se logra minimizar la absorción sistémica del fármaco y se optimiza su biodisponibilidad en el cerebro.
Sorteo de la barrera hematoencefálica
En estudios preclínicos, la cepa de Lp modificada ha demostrado un potencial notable.
Los experimentos han evidenciado que, tras la administración intranasal, las bacterias liberan hormonas reguladoras del apetito de manera eficaz, lo que se traduce en una reducción del apetito, un menor aumento de peso corporal, mejoras en el metabolismo de la glucosa y una disminución en la acumulación de grasa.
Estos resultados no solo subrayan la eficacia del vehículo bacteriano para transportar moléculas terapéuticas, sino que también, plantean nuevas posibilidades en el tratamiento de trastornos metabólicos asociados con la disfunción neurológica.
El principal avance de esta técnica radica en su capacidad para eludir la barrera hematoencefálica.
Al aprovechar la conexión entre la mucosa olfativa y el cerebro, el método permite la entrega directa de péptidos y proteínas que, en condiciones convencionales, tendrían dificultades para alcanzar el tejido cerebral.
Así, se abren nuevas perspectivas para el tratamiento de diversas enfermedades neurodegenerativas y otros trastornos neurológicos que requieren la administración de moléculas de gran tamaño o complejidad estructural.
Shen comentó que este estudio ilustra el potencial de las bacterias modificadas genéticamente para ser utilizadas como vehículos precisos de administración de terapias dirigidas al cerebro.
Nuestros hallazgos podrían allanar el camino para nuevos tratamientos de enfermedades neurológicas, aprovechando la conexión poco explorada entre la microbiota nasal y la función cerebral.
De acuerdo con el investigador, la siguiente fase de la investigación se centrará en optimizar los regímenes de dosificación y en la realización de ensayos clínicos en humanos que permitan confirmar la eficacia y seguridad de este método.
Además, se explorarán otras aplicaciones terapéuticas, con especial énfasis en enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson y el Alzheimer, donde es particularmente apremiante la necesidad de tratamientos efectivos y menos invasivos.
Impacto potencial
El impacto potencial de esta estrategia innovadora ha generado entusiasmo en la comunidad científica.
El profesor Matthew Chang, director del Programa de Investigación Traslacional de Biología Sintética de NUS Medicine y SynCTI, destacó la relevancia del estudio:
“Nuestra investigación destaca el potencial de las bacterias nasales como vehículos no invasivos para la administración de fármacos al cerebro, y también subraya la importancia de seguir explorando la relación entre el microbioma olfativo y la salud cerebral”.
De hecho, explicó que: al utilizar bacterias con afinidades naturales por áreas clave de la cavidad nasal, pueden descubrir nuevas estrategias para el tratamiento de los trastornos neurológicos.
Al utilizar bacterias con afinidades naturales por áreas clave de la cavidad nasal, pueden descubrir nuevas estrategias para el tratamiento de los trastornos neurológicos
La investigación no solo representa un avance significativo en la forma en que se administran los medicamentos, sino que también abre un campo de estudio sobre la interacción entre la microbiota nasal y la función cerebral.
Este vínculo, hasta ahora poco considerado, podría revelar mecanismos subyacentes en diversas patologías neurológicas, ofreciendo una doble vía de intervención terapéutica: la mejora en la entrega de fármacos y la modulación directa de la actividad microbiana en la nariz.
Ingeniería genética
La innovadora técnica desarrollada por NUS Medicine demuestra cómo la ingeniería genética aplicada a microorganismos naturales puede ofrecer soluciones a problemas complejos en la medicina moderna.
Al superar las limitaciones impuestas por la barrera hematoencefálica, esta estrategia no solo optimiza la entrega de terapias al cerebro, sino que también allana el camino hacia tratamientos más seguros, efectivos y menos invasivos para un amplio espectro de enfermedades neurológicas.
La próxima etapa, con la transición a ensayos clínicos, será crucial para determinar el impacto real de este método en la práctica médica y para evaluar su viabilidad en el tratamiento de afecciones neurodegenerativas, lo que podría marcar el comienzo de una nueva era en la terapéutica cerebral.
