La medicina personalizada y las terapias dirigidas
Hoy, los doctores pueden diseñar una terapia de fármacos específica a tu perfil genético, dándote los beneficios completos de un fármaco y reduciendo al mismo tiempo los efectos secundarios no deseados — todo en completa armonía con tu biología particular.
Sin embargo, todavía quedan problemas para acercarse a la “medicina individualizada.” Por ejemplo, la genética por sí sola no contempla la edad, historial de enfermedades, hábitos personales o exposición ambiental de un paciente. ¿Un paciente fuma, bebe alcohol en exceso o tiene otros padecimientos que debieran alterar un tratamiento planeado? Aunque dichos factores deberían ser tomados en cuenta, hoy en día, en el laboratorio sólo pueden ser establecidos mediante una biopsia invasiva del hígado o pruebas con un complicado cóctel de fármacos.
Nuevo enfoque farmacológico y la biopsia líquida
Ahora, a través de una nueva subvención de $30,000 del fondo J.R. & Inez Jay, investigadores de la Universidad de Kansas y el Hospital Infantil Mercy en la ciudad de Kansas, están investigando cómo diseñar terapias de fármacos utilizando los exosomas –sacos nanométricos llenos de biomarcadores como lípidos, proteínas y ácidos nucleicos hallados en fluidos corporales — que pueden ser usados para lograr una “biopsia líquida” no invasiva.
“Creemos que esta es una forma de capturar esos cambios inducidos por el uso de tabaco y alcohol, y el estatus de enfermedades de los pacientes ya que esas actividades cambian la expresión de las enzimas en el hígado, lo cual se verá reflejado en la expresión del exosoma en el hígado,” dijo Michael Wang, profesor asistente de química farmacéutica en la Escuela de Farmacología de la Universidad de Kansas, quien está dirigiendo el nuevo esfuerzo de investigación.
Cuando se producen en el hígado, los exosomas contienen una gran cantidad de datos sobre el historial patológico de un paciente y su exposición ambiental, y estos pueden ser obtenidos de forma no invasiva.
¿Qué son los exosomas?
“Un exosoma es un tipo de vesícula extracelular,” dijo Wang. “Son secretados al entorno por las células. Los exosomas son los hermanos menores de las vesículas –de 30 a 150 nano metros de diámetro– y son un reflejo de sus células de origen. Están presentes en el suero sanguíneo e incluso en la orina. Contienen información que las personas pueden utilizar para crear diagnósticos de enfermedades y proporcionan biomarcadores para diagnóstico de enfermedades o seguimiento de los tratamientos. En nuestro caso, queremos utilizarlos para aprender sobre la actividad del metabolismo de las enzimas del hígado de los individuos.”
Aislando los exosomas
Para ayudar a desarrollar la medicina personalizada mediante los exosomas, Wang y sus colegas deben primero desarrollar un método para aislar los exosomas producidos en el hígado, a partir de exosomas producidos en otras partes del cuerpo.
“Logramos eso con una proteína llamada ASGR1, la cual ha demostrado ser una proteína específica del hígado,” dijo Wang. “Queremos utilizarla como un biomarcador para capturar los exosomas del hígado y luego cuantificar las enzimas metabolizadoras de fármacos en los exosomas derivados del hígado. Creemos que esto nos dará información más precisa sobre la actividad del hígado y evitará la interferencia de exosomas secretados por los riñones, los intestinos, u otros tejidos.”
Se hará un análisis del plasma sanguíneo para buscar exosomas derivados del hígado utilizando un dispositivo especializado llamado coloquialmente “laboratorio en un chip” (lab-on-a-chip) desarrollado por Yong Zeng, profesor adjunto de química en la U de Kansas. El chip microfluídico realiza un ensayo inmuno absorbente vinculado a las enzimas (ELISA por sus siglas en inglés) para aislar enzimas derivadas del hígado, de la sangre. Una vez capturados, los exosomas son contados.
“Estamos usando esta tecnología para lograr la cuantificación final de las proteínas exosómicas en la sangre,” dijo Wang. “No están presentes en grandes cantidades por lo que necesitamos la mayor sensibilidad para detectar estas proteínas.”
Wang colabora con Steven Leeder del Departamento de Pediatría en el Hospital Infantil Mercy en la ciudad de Kansas, quien ha recolectado muestras de plasma de pacientes pediátricos de entre 9 y 18 años, de los cuales han obtenido los fenotipos para establecer una relación entre la genética del paciente y la de una enzima metabolizadora de fármacos en el hígado.
Para desarrollar una prueba del concepto, Wang analizará el plasma pediátrico utilizando la técnica exosómica de muestras desidentificadas para ver si los resultados se alinean con el análisis tradicional.
“Es un estudio fundamental que traducirá nuestra investigación a aplicaciones clínicas para demostrar si podemos utilizar los niveles de exosomas para predecir los niveles de enzimas (hepáticas) metabolizadoras de fármacos en pacientes pediátricos,” dijo Wang.
La utilidad de los exosomas en el cáncer pediátrico
La nueva tecnología basada en exosomas podría ser especialmente útil para desarrollar tratamientos médicos personalizados para niños y adolescentes, dijo Wang.
“Más allá de la genética, hay capas de complejidad durante el desarrollo, desde la niñez a la adolescencia y luego a la adultez, y la cantidad de enzimas en el hígado cuya expresión y actividad cambia durante estos años,” afirmó. “No se puede usar únicamente la genética para capturar estos cambios –durante esta etapa hay más variabilidad individual en las enzimas, por lo que hay una mayor necesidad de capturar esa información con esa población particular.”
Los investigadores buscan desarrollar la tecnología y la base conceptual para posteriormente competir por un financiamiento de los National Institutes of Health para poner a punto su prueba para la actividad de las enzimas (hepáticas) metabolizadoras de fármacos de los individuos.
“Al momento, no se captura mucha de la información al obtener el genotipo, por lo que pensamos que los métodos exosómicos nos brindan una manera de poder manejar esta información,” dijo Wang.
Fuente: eurekalert.org
Fecha: 28 de junio de 2017
Link: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-06/uok-rse062817.php
Fuente: Universidad de Kansas
Nota: Instituto Nutrigenómica no se hace responsable de las opiniones expresadas en el presente artículo.
