Los fotofármacos son compuestos que se activan cuando son irradiados por un haz de luz -dirigido mediante una fibra óptica- y generan así un efecto terapéutico de manera controlada y local sobre los tejidos diana. Ahora, un equipo científico ha impulsado un nuevo avance en el campo de la fotofarmacología con el diseño del primer dispositivo inalámbrico capaz de activar un fotofármaco por control remoto y hacer que tenga un efecto terapéutico sobre órganos concretos. El nuevo dispositivo ha demostrado su eficacia en el tratamiento del dolor en un estudio con una molécula fotosensible derivada de la morfina, uno de los opiáceos más utilizados por su gran capacidad analgésica.

El trabajo, llevado a cabo en modelos animales, abre nuevas perspectivas para el diseño de tratamientos analgésicos más seguros, eficaces y personalizables -especialmente en el contexto del dolor crónico-, y sin causar los efectos adversos derivados del uso de opiáceos (adicción, dependencia…). Esta innovación en farmacología la anuncia un artículo publicado en la revista Biosensors and Bioelectronics, que tiene como principales autores al Dr. Francisco Ciruela, líder del grupo de investigación en Neurofarmacología y dolor del  IDIBELL, catedrático de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud de la UB y miembro del Instituto de Neurociencias (UBNeuro), y los expertos John Rogers, de la Universidad de Northwestern (Estados Unidos), Amadeu Llebaria, del Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC-CSIC) y Jordi Hernando, de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB).

Fotofarmacología: el poder de la luz

Los fotofármacos son compuestos químicos inactivos hasta que son activados con luz de una longitud de onda concreta. Gracias a ello, pueden actuar con más precisión espacial y temporal, y sin generar efectos adversos significativos en el organismo.

En el estudio, el equipo evaluó los efectos de la nueva tecnología inalámbrica en el tratamiento del dolor mediante el uso de la morfina fotolábil (pc-Mor), que promueve la liberación de la morfina activa en órganos y tejidos afectados por el dolor y sin causar efectos secundarios.

“La morfina fotolábil es una molécula modificada químicamente para inactivar temporalmente su función analgésica. Esta inactivación se consigue mediante la adición de un grupo de cumarina que se une covalentemente a la morfina a través de un enlace. Este enlace bloquea el dominio de la morfina que es responsable de su interacción con los receptores opiáceos“, detalla Francisco Ciruela. “Cuando el tejido diana se irradia con luz de 405 nanómetros de longitud de onda, el enlace se rompe y se libera la morfina activa en el punto donde debe actuar. Esto permite una acción farmacológica precisa en el espacio y el tiempo, es decir, actúa sólo dónde y cuándo se necesita“, explica el experto.

El mismo efecto que la morfina administrada de manera habitual

Según las conclusiones del estudio, el efecto analgésico de la morfina liberada localmente en la medula con el fotodispositivo fue comparable al de la morfina administrada por vía sistémica.

«Ahora bien, la diferencia destacada fue la ausencia de los efectos adversos característicos de los opiáceos, como la tolerancia al efecto analgésico, el restregamiento, la dependencia o la adicción», subraya el Dr. Ciruela. «Superar la potencial dependencia y los efectos secundarios asociados a los opiáceos ha sido una de las principales motivaciones de la nueva aproximación fotofarmacológica“.

Para llevar a cabo la investigación, el equipo implantó en modelos animales un dispositivo de dimensiones milimétricas que incorpora un micro-LED como fuente de luz para activar la morfina fotolábil en la médula espinal e inducir los efectos analgésicos. Esta configuración permite activar el micro-LED de manera programable y modulable para inducir la fotoliberación local de morfina sólo en la región irradiada.

El dispositivo integra una mini antena de radiofrecuencia que recibe energía de manera inalámbrica -sin hilos ni cableado- mediante tecnología NFC (comunicación de campo cercano) para encender el micro-LED. Una vez implantado en los modelos animales, el dispositivo facilita el libre desplazamiento por el entorno y elimina las barreras físicas que podrían alterar la eficacia terapéutica del fotofármaco. El sistema también permite regular la intensidad y frecuencia de la luz irradiada para mejorar el control de las dosis lumínicas y el efecto farmacológico según las necesidades terapéuticas.

Nuevas fronteras de la fotofarmacología inalámbrica

Más allá del tratamiento contra el dolor, el nuevo protocolo de fotofarmacología inalámbrica también podría aplicarse en diversas patologías. En especial, en el tratamiento personalizado de enfermedades crónicas que requieren una actuación farmacológica muy precisa o que implican riesgos asociados a efectos adversos sistémicos.

“En el caso de la epilepsia, la liberación local de fármacos anticonvulsivos en regiones específicas del cerebro podría permitir el control de las crisis sin afectar al resto del sistema nervioso central, evitando así la sedación y otros efectos secundarios generales“, indica el Dr. Ciruela. “En enfermedades neurodegenerativas, como el Parkinson, se podría utilizar la foto liberación local de fármacos dopaminérgicos u otros moduladores para mejorar los síntomas motores de manera focal y segura. En trastornos psiquiátricos, como la esquizofrenia, la activación con luz de antipsicóticos en áreas cerebrales específicas podría aumentar la eficacia terapéutica, reducir los efectos adversos y mejorar la adherencia del paciente al tratamiento“.

En la lucha contra el cáncer, la fotoliberación de quimioterápicos directamente en el entorno tumoral podría ser una estrategia que permitiría garantizar una elevada concentración local del fármaco y una menor toxicidad sistémica.

En el futuro, la investigación clínica en fotofarmacología afrontará retos como evaluar la biodisponibilidad, la estabilidad química y la seguridad de los productos derivados de la fotólisis. Desde la vertiente tecnológica, el desarrollo y la validación de dispositivos implantables plantea diversos desafíos, como la biocompatibilidad, la durabilidad, la miniaturización, la gestión energética y su integración funcional en el cuerpo humano. “Desde una perspectiva reguladora, esta tecnología requerirá también una regulación específica para productos combinados, ya que integra un fármaco con un dispositivo médico, lo que complica el proceso de aprobación y supervisión clínica“, concluye el experto.

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