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Guillermo Ulises Ruiz Esparza, 25

Su estrategia basada en nanovectores mejora el transporte de moléculas terapéuticas para la insuficiencia cardíaca

Instituto Tecnológico de Monterrey

Guillermo Ulises Ruiz Esparza

Guillermo Ulises Ruiz Esparza tuvo su primer contacto con la nanomedicina y con la aplicación de nanovectores en el tratamiento del cáncer durante sus años de formación como médico en el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM, en México) y su estancia de investigación en el Hospital Houston Methodist (EEUU). Mientras estudiaba los mecanismos de actuación en esta enfermedad, se planteó cómo podía aprovechar estas terapias en otra dolencia: la insuficiencia cardíaca, una de las enfermedades cardiovasculares más comunes.

Esta afección es una de las principales causas de discapacidad y mortalidad en el mundo, pues una anomalía en el funcionamiento del corazón le impide bombear suficiente sangre oxigenada al resto del cuerpo. Según la Sociedad Europea de Cardiología, el número de afectados aumentará hasta un 25% en los próximos años debido, entre otros factores, al envejecimiento de la población.

Con el objetivo de mejorar los tratamientos para esta dolencia, Ruiz Esparza ha  diseñado una estrategia para transferir las moléculas bioactivas del remedio al corazón de los afectados. El método se basa en vectores nanotecnológicos, unos agentes que transportan fragmentos de material genético u otras moléculas al interior de las células. Para lograr realizar esta entrega de forma eficiente, el joven se ha tomado como ejemplo la forma en la que los nanovectores trabajan en terapias contra el cáncer, basada en la permeabilidad de los vasos sanguíneos.

Ruiz Esparza explica: “Hemos iniciado la investigación partiendo de que en la insuficiencia cardíaca se da un proceso patológico, la disfunción endotelial”. En ella, el endotelio –la capa de células que recubre la zona interna de los vasos sanguíneos- pierde la capacidad para controlar el tráfico de partículas hacia el interior del corazón, característica que ha sido aprovechada por el investigador para transportar y acumular nanopartículas cargadas con fármacos u otras moléculas.

La nanovectores utilizados por Ruiz Esparza consisten en una estructura en forma de disco que contiene nanopartículas esféricas adheridas a sus poros. Son dichas partículas las que se encargan de transportar las moléculas del tratamiento al interior de la célula, donde tendrá lugar su liberación controlada. La ventaja de estos vectores es que están matemáticamente diseñados para guiarse en el tejido muscular cardíaco, aprovechando la permeabilidad en el tejido endotelial, hasta alcanzar el interior de la célula, donde descargan su contenido.

Los fármacos usados en el tratamiento de la insuficiencia cardíaca son altamente tóxicos. Su aplicación mediante nanovectores, según explica Ruiz Esparza, aseguraría la prevalencia del fármaco en el interior del corazón, lo que aumenta la concentración en el tejido dañado y disminuye la dosis en los tejidos sanos.

La eficiencia en las terapias farmacológicas actuales es muy baja. De cada diez mil moléculas administradas sólo una llega al tejido cardíaco enfermo, mientras que el resto se metaboliza o se acumula en las células sanas. Ruiz Esparza afirma que su tecnología incrementa exponencialmente el transporte de moléculas al tejido enfermo "con el potencial de hacer más eficaz la terapia, y al mismo tiempo generar menos efectos adversos”.

Ruiz Esparza está desarrollando esta tecnología para aplicaciones terapéuticas en el Hospital Houston Methodist  en colaboración con el Hospital Zambrano Hellion (México) y el ITESM. Por el momento se encuentra en la etapa preclínica pero los resultados apuntan la posibilidad de comenzar los ensayos clínicos en un futuro cercano. Mientras, en este punto de la investigación, buscan probar diferentes formulaciones para el transporte de fármacos, material genético o ambos.

Nanomedicina y regeneración

La mayor ambición de este joven investigador sería conseguir aplicar terapias regenerativas a través de los nanovectores. Las terapias dirigidas a restaurar la función cardíaca y regenerar células del miocardio han demostrado sus posibilidades en el laboratorio. Sin embargo, los estudios experimentales a través de inyecciones en las regiones afectadas del corazón, con moléculas bioactivas como factores de crecimiento, o material genético, entre otras biomoléculas, no han dado buenos resultados. Esto es debido principalmente a la falta de retención celular, la baja estabilidad de la molécula y su alta toxicidad.

Tal y como explica Ruiz Esparza, la aplicación de la tecnología de nanovectores puede resolver estos problemas porque asegura la entrega de moléculas de manera eficaz, específica y no invasiva. “La medicina regenerativa es nuestra próxima frontera, tratar de regenerar la función cardíaca usando nanoplataformas diseñadas para regenerar estructuras y funciones celulares”, afirma.

El futuro de su investigación se centra en crear una nueva generación de nanoterapias específicamente diseñadas para tejido cardíaco, incrementando así la eficacia de las mismas. Éstas pueden incluir conjuntamente fármacos actuales nanoformulados para aumentar su acción y disminuir su toxicidad. Ruiz Esparza explica: “Con lo que hemos logrado hasta el momento podríamos transformar todos los medicamentos que actúan en el tejido muscular cardíaco durante la insuficiencia cardíaca en nanoformulaciones, hacerlos más específicos, menos tóxicos y mucho más eficientes”.

Si la investigación de este joven consigue sus objetivos, la tecnología de nanovectores aplicada a la insuficiencia cardíaca mejoraría la calidad de vida de los pacientes, reduciría el número de discapacidades relacionadas con la enfermedad y disminuiría drásticamente el gasto sociosanitario asociado. 

Según la periodista especializada en la industria tecnológica e integrante del Instituto de Periodismo Donald W. Reynolds en la Universidad de Missouri (EEUU), Chris Shipley, que es miembro del jurado de los premios MIT Technology Review Innovadores menores de 35 México, "su trabajo puede tener un fuerte impacto en el campo de la investigación en medicina cardíaca, proporcionando nuevos tratamientos eficaces, no invasivos y de coste reducido”. -María C. Sánchez

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