Investigadores de la UCA diseñan nuevos fármacos que se activan por la luz para mitigar el dolor neuropático

Un equipo de investigadores, entre los que se encuentra el grupo que coordina la catedrática Esther Berrocoso, del departamento de Neurociencias de la Facultad de Medicina de la UCA, ha desarrollado un nuevo fármaco que se activa a través de la luz para tratar el dolor neuropático. Estos compuestos, que muestran efectos analgésicos cuando son activados, pueden inhibir las señales nerviosas localmente y a demanda, por lo que ofrecen una acción precisa, reduciendo así los efectos secundarios sistémicos.

La fotofarmacología permite utilizar la luz para activar fármacos en determinadas partes del cuerpo. Este enfoque innovador consiste en modificar la estructura química de un fármaco añadiéndole un interruptor molecular activado por la luz, como el azobenceno. Esto, a su vez, permite que el fármaco se active sólo cuando se expone a un color específico de luz, en lugar de en la oscuridad.

Basándose en estos principios, un equipo de investigadores de la UCA y del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) ha creado derivados fotosensibles de la carbamazepina, un fármaco antiepiléptico muy utilizado en medicina para combatir algunos tipos de dolor neuropático, como la neuralgia del trigémino. Estos compuestos, que tienen un efecto analgésico cuando son activados por la luz, son capaces de inhibir las señales nerviosas localmente y a demanda. Los derivados sintetizados por los investigadores se activan a longitudes de onda correspondientes al color ámbar, lo que les permite atravesar tejidos y huesos utilizando lámparas halógenas convencionales.

Equipo de profesionales que han participado en este proyecto.

Los dos compuestos sintetizados, carbazopina-1 y carbadiazocina, muestran una actividad fotofarmacológica que permite controlar reversiblemente mediante la luz la actividad de las neuronas del hipocampo y la locomoción de larvas de pez cebra. Estos experimentos in vivo permiten observar comportamientos relacionados con la ansiedad reflejados en movimientos bruscos de natación. De hecho, “cuando iluminamos las larvas que han absorbido estos compuestos con una determinada longitud de onda, el fármaco se activa y las larvas se mueven más rápido. Si cambiamos la longitud de onda, su movimiento vuelve a ralentizarse, lo que demuestra el efecto reversible del compuesto sobre el sistema nervioso”, como explican los investigadores.

Propiedades analgésicas

Asimismo, también se ha demostrado que la carbadiazocina tiene propiedades analgésicas, y es que en modelos animales desarrollados en el laboratorio en el que trabaja el equipo de la catedrática Esther Berrocoso, en la Universidad de Cádiz, “hemos observado que la carbadiazocina tiene un efecto analgésico sobre el dolor neuropático sin signos aparentes de anestesia, sedación o toxicidad. Estos resultados demuestran el potencial de esta técnica con iluminación no invasiva”.

El dolor neuropático está causado por lesiones o enfermedades del sistema somatosensorial, como la radiculopatía lumbar (“ciática”), la neuropatía diabética y el dolor postoperatorio crónico. El tratamiento de este tipo de dolor suele ser complejo y requerir el uso de antidepresivos, anticonvulsivantes y opioides que en muchas ocasiones no alcanzan la eficacia deseada y producen efectos secundarios sistémicos relevantes como estreñimiento, náuseas, mareos y somnolencia.

En este contexto, las terapias basadas en la luz están cobrando cada vez más importancia en medicina por su capacidad de dirigirse a regiones específicas del cuerpo, aumentando la eficacia del tratamiento y reduciendo los efectos secundarios de los fármacos sistémicos.

El equipo ya está trabajando en el siguiente paso de este proyecto, que consistirá en activar fármacos utilizando luz infrarroja, que penetra más profundamente en los tejidos, y empleando fuentes de luz portátiles como láseres o diodos emisores de luz (LED).

Este estudio forma parte del proyecto PHOTOTHERAPORT, coordinado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y en el que participa la Universidad de Cádiz. El proyecto está financiado por el prestigioso programa Pathfinder Open del Consejo Europeo de Innovación (EIC) y se centra en el desarrollo de implantes luminiscentes y fármacos activados por luz para terapias innovadoras de neuromodulación (programa HORIZON-EIC-2023 PATHFINDEROPEN-01, N.º 101130883). PHOTOTHERAPORT es un consorcio de ocho instituciones de cuatro países con un presupuesto de 3 millones de euros a lo largo de tres años para llevar a cabo el proyecto.

Referencia:

Luisa Camerin, Galyna Maleeva, Alexandre M. J. Gomila, Irene Suárez-Pereira, Carlo Matera, Davia Prischich, Ekin Opar, Fabio Riefolo, Esther Berrocoso, and Pau Gorostiza (2024): ‘Photoswitchable Carbamazepine Analogs for Non-Invasive Neuroinhibition In Vivo’. Angewandte Chemie.