La utilització de medicaments pel tractament de malalties es remunta a fa milions d’anys amb l’ús de plantes medicinals. Al segle XVIII, la medicina avança significativament amb el model de xeringa de vidre fet a mà d’un sol ús per tractar la diabetis, dispositiu que ara es produeix en massa per a l’administració de vacunes i centenars de medicaments diferents.

Tot i que la injecció de fàrmacs a partir de xeringues per al tractament de malalties és molt eficaç, el seu ús continuat en pacients amb malalties cròniques que necessiten aplicacions diàries o setmanals provoca que la teràpia a vegades no s’ajusti al que el pacient necessita i, a la llarga, molts pacients abandonin el tractament. Bé per cansament o bé pels efectes secundaris de les injeccions, ja siguin reaccions immunitàries adverses o irritabilitat o dolor local a la zona d’injecció.

Per desenvolupar una nova manera d’administrar fàrmacs menys invasiva, la unitat de Functional Printing & Embedded Devices i la unitat de Materials Plàstics d’Eurecat s’ha unit a un grup d’onze institucions de set països europeus diferents per desenvolupar un implant biomèdic que combina l’electrònica amb cèl·lules modificades genèticament que permet un sistema revolucionari d’administració de fàrmacs en el qual les cèl·lules generen i alliberen el medicament necessari de forma independent a l’organisme.

El sistema s’ha batejat com Optogenerapy, per la combinació dels termes optoelectrònica i optogenètica; aquesta darrera una tècnica que estimula les cèl·lules a través de llum perquè fabriquin elles mateixes el fàrmac necessari. Permetrà, concretament, administrar dosis de proteïnes terapèutiques a pacients amb esclerosi múltiple, una malaltia que afecta a 2,3 milions de persones a nivell mundial; 700.000 europees.

La gènesis de l’Optogenerapy

El concepte d’Optogenerapy, ideat per l’Escola Federal Politècnica de Suïssa, un dels socis del consorci europeu del que forma part Eurecat, és possible gràcies als avenços que s’han produït els últims anys en teràpia cel·lular, l’electrònica i la biologia sintètica.

La possibilitat de crear dispositius terapèutics sense fil, juntament amb les capacitats de la teràpia cel·lular i la biologia sintètica per modificar les cèl·lules genèticament per tal que responguin d’una determinada manera davant un estímul, són les bases del desenvolupament d’una prometedora tecnologia que permetrà produir un medicament d’interès a voluntat dins el cos del pacient.

La creació de la xeringa bio-cibernètica

L’enfocament multidisciplinari de la solució d’Optogenerapy, en contrast amb treballs anteriors on només s’utilitzaven una de les àrees de coneixement mencionades, combina cèl·lules modificades genèticament protegides per un sistema de membranes semipermeables amb una interfície electrònica que controla les cèl·lules confinades dins l’implant.

El mòdul electrònic, controlat per una font de llum que s’aplica des de l’exterior, s’utilitza com a activador de les cèl·lules, que prèviament han sigut modificades al laboratori per tal de ser sensibles a la llum.

Vista gràfica dels elements que conformen l’implant Optogenerapy

L’activació d’aquestes cèl·lules provoca la fabricació i alliberament per part d’elles mateixes d’un fàrmac per tractar l’esclerosi múltiple, la proteïna interferon-ß (IFN-ß). Aquest fàrmac és alliberat autònomament atenent a les necessitats del pacient; creant així un nou sistema de lliurament de fàrmacs que pot substituir en un futur els tractaments actuals.

Podem parlar, doncs, de l’implant Optogenerapy com una xeringa bio-cibernètica que tracta les malalties a l’organisme humà de forma automàtica. Un dispositiu implantat per al lliurament de fàrmacs al cos humà que disposarà de medicaments de forma sostinguda en tant que el teixit de cèl·lules encapsulades es mantinguin vives.

Biotza Gutiérrez, coordinadora del consorci per part d’Eurecat, explica que l’implant permetrà, en última instància, “millorar la qualitat de vida dels pacients gràcies a una teràpia més eficient i menys invasiva”. A part dels beneficis que l’implant pot suposar per als pacients, Gutiérrez afirma que “la teràpia d’Optogenerapy contribuirà a reduir els costos directes i indirectes del tractament de l’esclerosi de mig termini” i evitarà “les despeses associades de la no adherència al tractament”.

Un cop implantat i activat, l’implant actua de forma autònoma i el pacient només haurà d’anar al metge a realitzar el seguiment o la substitució de l’implant. Una solució que suposa un gran avenç en el tractament de malalts crònics aplicable en la medicina del demà.