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Los investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han ideado una forma de aplicar un recubrimiento sintético temporal al revestimiento del intestino delgado que podría adaptarse para administrar medicamentos, ayudar en la digestión o evitar que se absorban nutrientes como la glucosa, lo que podría ofrecer una nueva estrategia para tratar la diabetes o la obesidad.

En un estudio realizado en cerdos, los investigadores demostraron que podían usar este enfoque para simplificar la administración de medicamentos que normalmente deben tomarse varias veces al día. También modificaron los recubrimientos para administrar la enzima lactasa, que ayuda a las personas a digerir la lactosa del azúcar de la leche y a bloquear la absorción de glucosa. Los hallazgos, “Revestimientos epiteliales sintéticos gastrointestinales”, se informaron en Science Translational Medicine.

“Estas tres aplicaciones son bastante distintas, pero ofrecen una idea de la variedad de cosas que se pueden hacer con este enfoque”, dice Giovanni Traverso, profesor asistente de ingeniería mecánica del MIT, gastroenterólogo en el Brigham and Women’s Hospital, y el senior autor del estudio. El revestimiento consiste en un polímero hecho de moléculas de dopamina, que se puede consumir como líquido. Una vez que la solución llega al intestino delgado, las moléculas se ensamblan en un polímero, en una reacción catalizada por una enzima que se encuentra en el intestino delgado.

El equipo del MIT comenzó a trabajar en este proyecto con el objetivo de intentar desarrollar fórmulas de fármacos líquidos que pudieran ofrecer una alternativa más fácil de tragar a las cápsulas, especialmente para los niños. Su idea era crear un revestimiento de polímero para el revestimiento intestinal, que se formaría después de ser ingerido como una solución de monómeros (los componentes básicos de los polímeros).

“Los niños a menudo no pueden tomar formas de dosificación sólidas como cápsulas y tabletas”, agregó Traverso. “Empezamos a pensar si podíamos desarrollar fórmulas líquidas que pudieran formar un revestimiento epitelial sintético que luego pudiera usarse para la administración de fármacos, facilitando que el paciente recibiera el medicamento”.

Se inspiraron en la naturaleza y comenzaron a experimentar con un polímero llamado polidopamina (PDA), que es un componente de la sustancia pegajosa que secretan los mejillones para ayudarlos a aferrarse a las rocas. El PDA está hecho de monómeros de dopamina, la misma sustancia química que actúa como neurotransmisor en el cerebro. Los investigadores descubrieron que una enzima llamada catalasa podría ayudar a ensamblar moléculas de dopamina en el polímero PDA. La catalasa se encuentra en todo el tracto digestivo, con niveles especialmente altos en la región superior del intestino delgado.

Los investigadores demostraron que si administran dopamina en una solución líquida, junto con una pequeña cantidad de peróxido de hidrógeno (a niveles reconocidos como seguros), la catalasa en el intestino delgado descompone el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno. Ese oxígeno ayuda a las moléculas de dopamina a unirse para formar el polímero PDA. En unos pocos minutos, se forma una fina película de PDA que recubre el revestimiento del intestino delgado.

“Estos polímeros tienen propiedades de mucoadhesión, lo que significa que después de la polimerización, el polímero puede adherirse a la pared intestinal con mucha fuerza”, dijo el asociado postdoctoral, Dr. Junwei Li, autor principal del estudio. “De esta manera, podemos generar recubrimientos sintéticos de tipo epitelial en la superficie intestinal original”.

Una vez que los investigadores desarrollaron el recubrimiento, comenzaron a experimentar formas de modificarlo para una variedad de aplicaciones. Demostraron que podían unir una enzima llamada beta-galactosidasa (lactasa) a la película y que esta película podría ayudar con la digestión de la lactosa. En los cerdos, este recubrimiento mejoró la eficiencia de la digestión de lactosa alrededor de 20 veces.

Para otra aplicación, los investigadores incorporaron un medicamento llamado praziquantel, que se usa para tratar la esquistosomiasis, una enfermedad tropical causada por gusanos parásitos. Por lo general, este medicamento debe administrarse tres veces al día, pero con esta formulación, podría administrarse solo una vez al día y liberarse gradualmente a lo largo del día. Este enfoque también podría ser útil para los antibióticos que deben administrarse más de una vez al día, dicen los investigadores.

Por último, los investigadores demostraron que podían incrustar el polímero con diminutos reticuladores que hacen que el recubrimiento sea impenetrable a la glucosa (y potencialmente a otras moléculas). Esto podría ayudar en el manejo de la diabetes, la obesidad u otros trastornos metabólicos, dicen los investigadores.

En este estudio, los investigadores demostraron que el recubrimiento dura aproximadamente 24 horas, después de lo cual se desprende junto con las células que forman el revestimiento intestinal, que se reemplaza continuamente. Para sus estudios en cerdos, los investigadores entregaron la solución por endoscopia, pero prevén desarrollar una formulación bebible para uso humano. Los investigadores también están desarrollando otras formulaciones alternativas, incluidas cápsulas y píldoras.

Los investigadores realizaron algunos estudios preliminares de seguridad en ratas y encontraron que la solución de dopamina no tenía efectos dañinos. Sus estudios también sugirieron que la mayoría o todas las moléculas de dopamina se convierten en parte del recubrimiento sintético y no llegan al tejido o al torrente sanguíneo, pero el equipo planea realizar estudios de seguridad adicionales para explorar los posibles efectos que la dopamina pueda tener.

Además, los investigadores investigaron la capacidad de absorción de nutrientes del intestino después de 24 horas y no mostraron diferencias entre los animales que habían recibido el revestimiento epitelial sintético gastrointestinal (GSEL) y los que no habían recibido el GSEL. Además, el equipo descubrió que el recubrimiento podía adherirse bien al tejido gastrointestinal humano.

Fuente: https://bariatricnews.net

Referencia: Li J, Wang T, Kirtane AR, et al. Gastrointestinal synthetic epithelial linings. Science Translational Medicine 26 Aug 2020:Vol. 12, Issue 558, eabc0441.