Nuevos medicamentos que se activan con luz para tratar el dolor neuropático

La luz se puede utilizar para activar fármacos en áreas específicas del cuerpo mediante la fotofarmacología. Este enfoque innovador implica modificar la estructura química de un medicamento agregándole un conmutador molecular activado por la luz, como el azobenceno. De esta manera, se puede conseguir que el compuesto se active solo cuando se expone a un color de luz particular, y no en la oscuridad.

Basándose en estos principios, un equipo de investigación liderado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) ha desarrollo derivados fotoconmutables de la carbamazepina, un medicamento antiepiléptico ampliamente usado en medicina, para combatir algunos tipos de dolor neuropático, como la neuralgia del nervio trigémino.

Los derivados sintetizados se activan en longitudes de onda correspondientes al color ámbar, lo que permite atravesar tejido y hueso usando lámparas halógenas convencionales

Estos fármacos, que tienen un efecto analgésico tras ser activados con luz, son capaces de inhibir las señales nerviosas de forma local y bajo demanda. Los derivados sintetizados por los investigadores se activan en longitudes de onda correspondientes al color ámbar, lo que permite atravesar tejido y hueso usando lámparas halógenas convencionales.

Los dos compuestos sintetizados, carbazopine-1 y carbadiazocine, muestran actividad fotofarmacológica, permitendo controlar con luz de forma reversible la actividad de las neuronas del hipocampo y la locomoción de larvas de pez cebra. Estos experimentos in vivo permiten observar comportamientos relacionados con la ansiedad, que se reflejan en movimientos de nado repentinos.

Propiedades analgésicas

Tal y como explica Luisa Camerin, investigadora del IBEC y primera autora del estudio: “Cuando iluminamos las larvas que han absorbido estos compuestos con una longitud de onda específica, el fármaco se activa y las larvas se mueven más rápido. Al cambiar la longitud de onda, su movimiento se reduce nuevamente, lo que demuestra el efecto reversible del compuesto sobre el sistema nervioso”.

Además, la carbadiazocine ha demostrado también propiedades analgésicas: “Hemos observado, en modelos de rata desarrollados en el laboratorio de Esther Berrocoso en la Universidad de Cádiz, que la carbadiazocine tiene un efecto analgésico contra el dolor neuropático sin signos de anestesia, sedación o toxicidad. Estos resultados permiten demostrar un tratamiento simple y convincente con iluminación no invasiva”, detalla Pau Gorostiza, investigador principal en el IBEC.

Hemos observado, en modelos de rata que la carbadiazocine tiene un efecto analgésico contra el dolor neuropático sin signos de anestesia, sedación o toxicidad

Pau Gorostiza, investigador principal en el IBEC

El dolor neuropático está causado por lesiones o enfermedades del sistema somatosensorial, como la radiculopatía lumbar (ciática), la neuropatía diabética y el dolor crónico postquirúrgico. El tratamiento de este tipo de dolor a menudo requiere opioides, analgésicos más potentes que los antiinflamatorios no esteroideos habituales –como el paracetamol y el ibuprofeno–.

Reducción de efectos secundarios

Sin embargo, su uso es controvertido debido a su eficacia inconsistente, la necesidad de dosis altas que pueden causar tolerancia y adicción, y efectos secundarios como estreñimiento, náuseas, mareos y somnolencia.

El equipo investiga ahora en activar los fármacos mediante luz infrarroja, que penetra con mayor profundidad en los tejidos

En este contexto, las terapias basadas en la luz están cobrando importancia en medicina debido a su capacidad para dirigirse a regiones específicas del cuerpo, ya que aumentan la eficacia del tratamiento y reducen los efectos secundarios.

El equipo ya está trabajando en el próximo paso previsto para este proyecto: activar los fármacos mediante luz infrarroja, que penetra con mayor profundidad en los tejidos, y utilizar fuentes de luz infrarroja portátiles como láseres o diodos electroluminiscentes (LEDs).

Referencia:

Luisa Camerin Photoswitchable “Carbamazepine Analogs for Non-Invasive Neuroinhibition In Vivo”. Angewandte Chemie (2024)