Parches inspirados en los tentáculos del pulpo para administrar fármacos desde el interior de la mejilla

Muchos de los medicamentos actuales pertenecen a grupos de moléculas relativamente grandes, como los péptidos. Se utilizan para tratar una amplia gama de enfermedades, como la diabetes, la obesidad y el cáncer de próstata. En la mayoría de los casos no es posible tomar estos medicamentos en forma de comprimidos porque se descomponen en el tubo digestivo o son demasiado grandes para llegar al torrente sanguíneo. En consecuencia, la única opción para el paciente es recibir la medicación mediante una inyección.

Ahora, un grupo de investigadores de la ETH Zúrich, en Suiza, ha desarrollado unos parches adhesivos inspirados en las ventosas de los pulpos que permiten administrar fármacos de difícil absorción presionándolos en la cara interna de las mejillas.

Con estos parches es posible administrar medicamentos compuestos por moléculas grandes, como péptidos, al torrente sanguíneo a través de la mucosa de las mejillas. El grupo está dirigido por David Klein Cerrejón y Nevena Paunović, que trabajan en la Cátedra de Formulación y Administración de Fármacos de la institución suiza, dirigida por Jean-​Christophe Leroux.

“Es un método totalmente nuevo de administrar medicamentos que podría evitar a millones de personas el miedo y el dolor asociados a las inyecciones", afirma Paunović.  El equipo tiene previsto comercializar este sistema través de la empresa Transire Bio.

La forma de utilización consiste en presionar con dos dedos la ventosa de goma, que mide unos diez milímetros de diámetro y seis milímetros de altura, sobre la mucosa del interior de la mejilla. Esto produce un vacío que estira el revestimiento, haciéndolo más permeable al fármaco contenido en el hueco en forma de cúpula de la ventosa. Pero esto no basta para que el fármaco llegue a los vasos sanguíneos.

Por ello, los investigadores han complementado el fármaco con un agente endógeno que fluidifica las membranas celulares, permitiendo que el medicamento penetre en las capas más profundas del tejido. Se aconseja a los pacientes que mantengan la ventosa en el interior de la mejilla durante unos minutos. Ese tiempo es suficiente para que el fármaco se disuelva en la saliva y penetre directamente en el torrente sanguíneo a través de la mucosa, ahora permeable.

Frente a las escasas formulaciones orales de péptidos existentes en el mercado, la ventosa desarrollada por los investigadores de la ETH permite administrar una amplia gama de medicamentos sin necesidad de grandes ajustes tecnológicos.

El equipo de investigadores se ha inspirado en las ventosas de los tentáculos de los pulpos para diseñar los parches. / Luo Z et al /EFE

Retos de diseño

La idea original de la ventosa surgió de Zhi Luo, antiguo postdoctorando del profesor Leroux de la ETH y ahora catedrático que trabaja en China. Durante una cena con amigos, de repente se dio cuenta de que tenía medio grano de pimienta pegado al interior de la cavidad bucal. Aunque incómoda, esta experiencia le dio la idea de cómo mantener los medicamentos en su sitio en superficies resbaladizas. Pero antes de que el equipo pudiera convertir la idea en un prototipo funcional, tenían que resolver algunos problemas.

Tuvimos que averiguar qué geometría y cuánto vacío eran necesarios para mantener la ventosa en su sitio sobre la mucosa de la mejilla y estirarla lo suficiente sin causar daño

David Klein Cerrejón (ETH Zúrich)

El mayor reto era el diseño diseñar la ventosa. “Teníamos que averiguar qué geometría y cuánto vacío eran necesarios para mantener la ventosa en su sitio sobre la mucosa de la mejilla y estirarla lo suficiente sin causar daño”, explica Klein Cerrejón.

Además de fabricar varios prototipos, que los propios investigadores diseñaron e imprimieron en 3D, fue necesario realizar numerosas pruebas con la mucosa de la mejilla de un cerdo.

Pruebas en perros y humanos

A continuación, los investigadores probaron el parche y el agente estimulante de la penetración en ensayos autorizados con perros, ya que la mucosa de las mejillas de perros y humanos es muy similar. Ningún animal resultó herido. “En las muestras de sangre pudimos comprobar que el parche transportaba eficazmente los medicamentos al torrente sanguíneo de los perros”, afirma Klein Cerrejón.

Hasta ahora, el equipo también ha probado la ventosa en 40 personas. El parche permaneció adherido durante 30 minutos y la mayoría de los voluntarios que lo probaron dijeron que preferirían con diferencia el nuevo sistema de administración a una inyección.

“Tenemos un prototipo y ya hemos patentado la tecnología. Nuestro siguiente paso es fabricar la ventosa de forma que cumpla la normativa farmacéutica vigente", explica Paunović, que se doctoró con Leroux y es farmacéutica de formación.

Tenemos un prototipo y ya hemos patentado la tecnología. Nuestro siguiente paso es fabricar la ventosa de forma que cumpla la normativa farmacéutica vigente

Nevena Paunović (ETH Zúrich)

Los investigadores tendrán que realizar más pruebas con este nuevo sistema de administración para preparar la realización de un ensayo clínico en voluntarios sanos.

También se precisará superar varios obstáculos normativos antes de que el parche salga al mercado. El negocio de los péptidos representa miles de millones para la industria farmacéutica y varias empresas ya han manifestado su interés, según los autores.