Especialistas del CIQA trabajan con nanocápsulas de quitosano y aceite de canela contra diferentes tipos de cáncer

Esta investigación se realiza como parte del trabajo que ha recibido recientemente mención honorífica en el Premio Nacional Innovación y Tecnología para la Inclusión Social (Innovatis): “Nanotecnología contra el cáncer. Nanodispositivos”. Se han desarrollado nanocápsulas basadas en microemulsiones de aceites biocompatibles como menta, trans-anetol, vitamina E, aceite de jojoba, entre otros, que contienen un principio activo para tratamiento contra diversos tipos de cáncer.

Otra fase del proyecto en el desarrollo de nanocápsulas continúa con base en microemulsiones formadas con aceite esencial de canela, agua y surfactantes (detergentes o jabones) biocompatibles, etanol como cosurfactante y cargadas con el fármaco contra el cáncer: paclitaxel. Estos nanosistemas son estables, lo que representa una ventaja desde el punto de vista farmacéutico.

A estas microemulsiones se plantea formarles una coraza de un polímero natural con respuesta a pH (acidez del medio), de tal forma que liberen el activo en los tumores objetivo. “En las pruebas iniciales con solución de quitosano, el sistema se desestabilizó en varios intentos y decidimos que sería preferible formar cápsulas con el quitosano y cargarlas con el aceite y el fármaco o un activo como la curcumina”, comentó el doctor René Darío Peralta Rodríguez, investigador titular del Departamento de Procesos de Polimerización del CIQA.

Maestra Cynthia Barrera Martínez y Doctor René Darío Peralta Rodríguez.Durante una estancia en el Instituto Italiano de Tecnología, en Pontedera, Pisa, la maestra en ciencias y estudiante de doctorado Cynthia Barrera Martínez utilizó el trans-cinamaldehído, componente principal del aceite esencial de canela que, de acuerdo con la literatura especializada, tiene efectos anticancerígenos.

Los tumores sólidos presentan un pH (potencial de hidrógeno) diferente al de los tejidos sanos, sangre, etcétera. El quitosano podría tener la capacidad de reaccionar ante el pH de los tumores; en tanto frente al pH de la sangre o tejidos sanos se mantiene sin cambios y no lo afecta.

“Con base en esto, empezamos a cargar el trans-cinamaldehído en las nanocápsulas y obtuvimos buenos resultados en cuestión de tamaño, porque también está reportado en la literatura que el tumor tiene un crecimiento irregular, tiene ciertas brechas (fenestraciones) con determinado tamaño. A partir de estas brechas, las nanocápsulas con tamaños menores a 200 nm (nanómetros) podrían tener mayor oportunidad de ser internalizadas y acumularse en los tumores”, especificó la investigadora.

Los especialistas del CIQA, hasta el momento, han obtenido nanocápsulas de tamaño y estabilidad aceptable. Además, resaltaron, el quitosano es un polímero catiónico, es decir, tiene carga positiva, y se reporta en la literatura que las membranas celulares  poseen una ligera carga negativa; esto podría favorecer la captación celular del sistema nanoencapsulado facilitando la liberación del fármaco o componente activo en el sitio objetivo.

“Decidimos usar un componente activo, también natural, que se llama curcumina, que está contenido en la cúrcuma (usada como ingrediente en alimentos), pero es el activo puro, el cual también está reportado que podría  tener actividad anticancerígena”, indicó Cynthia Barrera.

Los científicos añadieron que otro motivo para experimentar con la curcumina es su bajo costo, ya que, por ejemplo, un gramo del fármaco anticancerígeno paclitaxel cuesta alrededor de 70 mil pesos y un gramo de curcumina cerca de seis mil pesos.

Pruebas futuras

En el corto plazo, los investigadores realizarán diversas pruebas a estos sistemas durante una estancia de tres a seis meses de la maestra en ciencias Cynthia Barrera Martínez en la Universidad de Guanajuato (Ugto), con el doctor Felipe Padilla Vaca, del Departamento de Biología, particularmente determinarán la concentración mínima inhibitoria para destruir células cancerígenas con estos nanosistemas.

“Se van a probar algunos de los nuevos nanosistemas en diferentes líneas celulares cancerosas y sanas, se tiene que probar cómo actúa simulando un organismo con cáncer y uno sano. Se va a investigar el mecanismo de muerte celular, es decir, por qué vía mueren, si apoptosis o vía necrosis”, señaló la especialista. 

Además de estas pruebas, los científicos realizarán ensayos de viabilidad celular e identificación de restos de ADN (ácido desoxirribonucleico).

“Después de determinar la concentración mínima inhibitoria seguiría, probablemente, pruebas con modelos animales en laboratorio”, señaló el doctor René Peralta Rodríguez.

El investigador añadió que estos estudios, desde una perspectiva optimista, serían en 2019. Además que están abiertos a trabajar estas pruebas con cualquier institución que desee colaborar y garantice los requisitos para la validez de este tipo de estudios. Dejan abierta la invitación para más científicos y estudiantes que deseen participar en el proyecto.

“Hasta ahora, los resultados que tenemos son buenos, son alentadores. También estamos por hacer experimentos para formar la coraza a las microemulsiones. Insistimos en las microemulsiones por el tamaño de la gota, más pequeño que las cápsulas de quitosano y es un factor a favor, porque con esos tamaños tan pequeños el sistema inmune del organismo no lo detecta y las gotas de microemulsión podrían pasar hasta donde deben de actuar. Esperamos continuar con resultados exitosos”, puntualizó René Peralta.

Los científicos aclararon que este producto/tratamiento no está aún en posibilidades de salir al mercado, ya que este desarrollo requiere varios años de pruebas científicas, cumplimiento de diversas normativas de salud y el apoyo de la industria farmacéutica para acelerar su desarrollo y escalamiento.