Superar el vacío que se genera entre los avances científicos que se consiguen en el campo de la nanomedicina y su transferencia al sector privado para la realización de estudios clínicos y su posterior comercialización es uno de los retos pendientes en este campo. María Pilar Marco, coordinadora del Programa de Investigación en Nanomedicina del CIBER-BBN aborda en esta entrevista este y otros desafíos de futuro en el sector, así como los principales proyectos de investigación en los que trabaja el grupo del CIBER-BBN que lidera en el Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC-CSIC).
-¿Cuáles considera los principales retos pendientes para la investigación en Nanomedicina?
-Como en muchos otros campos de investigación, uno de los grandes retos es conseguir trasladar todo el conocimiento que se genera a la práctica clínica de forma segura y fiable. Es “el valle de la muerte”, el vacío que se genera entre los avances científicos que se consiguen y su transferencia al sector privado para la realización de estudios clínicos y su posterior comercialización. Algunos países, como por ejemplo Alemania, ya han impulsado iniciativas importantes para impedir que se pierdan estos avances. En nuestro país, también existen algunas iniciativas muy interesantes en este sentido por parte de algunas fundaciones, pero es necesario invertir mucho más esfuerzo y dinero.
Desde un punto de vista científico, podría mencionar como dos grandes objetivos el conseguir mejores herramientas de diagnóstico, que permitieran un diagnostico precoz de las enfermedades de forma no invasiva, y la esperanza de poder administrar una terapia de forma segura y eficaz pero que además sea específica para aquellos tejidos o incluso células que lo necesiten, minimizando así los efectos secundarios. Actualmente ya existen importantes avances en este sentido, pero necesitan madurar un poco más para poder ser atractivos para las empresas y poder así abordar estudios clínicos que avalen los resultados. Es en este punto donde se necesita un mayor apoyo por parte de las instituciones, pero también del sector privado, que debe invertir más en innovación y asumir ciertos riesgos.
-El grupo que usted lidera ha puesto el foco de su trabajo en nuevas estrategias y aproximaciones tecnológicas para la mejora de los métodos de diagnóstico…
-Desarrollamos líneas de investigación con una orientación básica y otras más aplicadas. En el primer caso, el principal objetivo consiste en estudiar nuevas aproximaciones nanobiotecnológicas que permitan conseguir un diagnóstico más eficaz y fiable. En el segundo, estamos trabajando en aplicar esas nuevas aproximaciones al diagnóstico de distintas enfermedades, actualmente fundamentalmente de tipo infeccioso y neurológico. En paralelo, estamos colaborando con otros socios europeos en desarrollar sistemas de “organ-on-a-chip”, que permitan un diagnóstico más personalizado para la selección de materiales en implantes. También hemos iniciado una línea de investigación dirigida al uso de anticuerpos como herramientas terapéuticas para el tratamiento de enfermedades infecciosas.
-La actividad de este grupo ha estado muy centrada en el desarrollo de métodos inmunoquímicos de análisis, ¿cuáles son sus principales aportaciones en este campo?
-Nuestra principal aportación es nuestra capacidad para generar anticuerpos “a la carta”, es decir, pudiendo modular en cierta medida la afinidad y la selectividad de estas biomoléculas, dependiendo de las necesidades de cada proyecto. Y esto lo hacemos, no solo para moléculas con alta capacidad inmunogénica como podrían ser la mayoría de las proteínas, sino también para moléculas de bajo peso molecular, que de por si no son capaces de generar una respuesta inmune. Además, somos capaces de modificar químicamente estos anticuerpos y unirlos a nanopartículas con propiedades ópticas, electroquímicas o magnéticas definidas, convirtiéndolos así en nanosondas capaces de detectar biomarcadores y generar a su vez una señal óptica o electroquímica. También podemos incorporarlos de manera controlada en dispositivos transductores diseñados en base a los últimos avances de la micro(nano)electrónica para desarrollar una nueva generación de dispositivos para el diagnóstico, mucho más sensibles y fiables, capaces de proporcionar respuestas rápidas y permitir un diagnóstico más temprano y preciso.
-Ustedes trabajan en el desarrollo de dispositivos para el diagnóstico basados en nanobiosensores, ¿qué ventajas aportan?
-El impacto que estas tecnologías podrían llegar a tener en la salud en las próximas décadas podría llegar a ser extraordinario, permitiendo la realización de diagnósticos en etapas muy tempranas de la enfermedad, o incluso de desarrollar dispositivos implantables capaces de responder activamente ejerciendo una acción terapéutica como respuesta a una determinada señal.
-¿Qué desarrollos tiene su grupo en este campo?
-Nuestro grupo ha colaborado y sigue haciéndolo en consorcios europeos y españoles desarrollando dispositivos biosensores y nanobiosensores para una amplia variedad de patologías que abarcan las enfermedades cardiovasculares, las infecciosas y las neurológicas. Fruto de la actividad científica realizada, nuestro grupo de investigación tiene una colección importante de anticuerpos específicos para diferentes biomarcadores. Además, mantenemos colaboraciones con empresas de Europa y Estados Unidos que estan comercializando algunos de nuestros desarrollos. Por otro lado, a través de la plataforma CAbS (Custom Antibody Service) de NANBIOSIS, ofrecemos la posibilidad de producir anticuerpos específicos e inmunoreactivos a empresas o centros públicos de investigación que lo necesiten.
-Recientemente, investigadores del CIBER-BBN han desarrollado un dispositivo biosensor para la monitorización de anticoagulantes como el Sintrom®, ¿cómo ha contribuido su grupo a la concreción de este desarrollo?
-El dispositivo ha sido desarrollado en colaboración con el grupo de Laura Lechuga (ICN2). La idea surgió como consecuencia de la investigación que se había iniciado años antes en mi grupo de investigación, en la que pretendíamos abordar el desarrollo de tecnologías para la aplicación de tratamientos terapéuticos personalizados, sobre todo en el caso de fármacos que se caracterizaran por un rango terapéutico muy estrecho, o que necesitaran ser monitorizados con frecuencia, debido a sus efectos adversos. Como respuesta a la problemática con la dosificación del Sintrom®, Pablo Salvador tuvo la iniciativa de proponer el desarrollo de una tecnología que permitiera monitorizar de forma fácil los niveles de este medicamento en sangre. Para ello, un elemento clave era disponer de un bioreceptor con las características apropiadas para poderse unir al medicamento, incluso en el seno de una muestra compleja como es la sangre. Es por este motivo que invertimos esfuerzo en generar un anticuerpo específico para la detección del acenocumarol, el principio activo de este medicamento. Una vez obtenido, desarrollamos el procedimiento inmunoanalítico que permitiera la detección del acenocumarol a las concentraciones en las que esta droga puede encontrarse en la sangre. Esto requiere diseñar y sintetizar otros inmunoreactivos secundarios, pero también cruciales para la detección. El potencial de esta tecnología se demostró en un pequeño estudio clínico realizado en colaboración con el grupo de Joan-Carles Reverter y Dolors Tapies del Hospital Clinic de Barcelona. La colaboración con el grupo de Laura Lechuga constituye la culminación de nuestro proyecto, ya que con su tecnología podría llegar a desarrollarse un dispositivo “point-of-care” (PoC) para la monitorización fácil y precisa de la medicación por parte de personal sanitario próximo al paciente, o por el propio paciente.
-Un proyecto de investigación de su grupo ha sido seleccionado para recibir financiación de La Marató TV3, ¿en qué consiste este proyecto?
-Se trata de un proyecto muy interesante, que propone una nueva aproximación para el diagnóstico de las enfermedades infecciosas. La investigación pretende en una primera instancia adquirir conocimiento sobre un sofisticado sistema de comunicación celular que poseen las bacterias conocido como Quorum Sensing (QS). El QS les permite comunicarse entre ellas liberando una serie de señales químicas, que ellas son capaces a su vez de detectar, y disparar en un determinado momento una serie de procesos bioquímicos que conducen a la biosíntesis de factores de virulencia y de producción de biofilm, lo cual es clave para el desarrollo de una gran variedad de infecciones. Nuestra hipótesis de partida es que el conocimiento de estos procesos en base a la detección de estas moléculas señalizadoras nos permitirá poner en evidencia con mayor eficacia y antelación el desarrollo de una infección, la identificación del microorganismo y, algo muy importante, poder distinguir entre colonización e infección, con lo que se evitaría administrar antibióticos de forma inapropiada, contribuyendo a su vez a minimizar la generación de fenómenos de resistencia a estos fármacos.
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