Robert Farra, presidente de MicroCHIPS Inc. e investigador líder del estudio, muestra el implante programable.
Fuente: MicroCHIPS Inc.
Fuente: MicroCHIPS Inc.
Probado con éxito en humanos un dispositivo subcutáneo programable por control remoto que libera un medicamento contra la osteoporosis.
“Es la primera vez que un implante electrónico se utiliza para liberar fármacos en seres humanos”, afirma Michael Cima, investigador del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos. Su frase resume en cinco segundos un logro detrás del que hay quince años de intenso trabajo. La empresa de la que es vicepresidente, MicroCHIPS Inc., financiada por varias compañías de capital riesgo, acaba de publicar en la revista Science Translational Medicine los resultados del ensayo clínico del primer dispositivo manejable a través de señales inalámbricas que es capaz de liberar medicamentos en pulsos predeterminados y ajustables.
El ensayo, realizado en Dinamarca con una muestra de 7 mujeres postmenopaúsicas de entre 65 y 70 años con osteoporosis, ha demostrado su eficacia y seguridad, que es comparable a la de los métodos tradicionales. Según sus creadores, este chip es cómodo, reprogramable desde fuera del organismo y garantiza completamente la toma del medicamento. “Los pacientes no tienen que realizar ninguna acción y esto aligera la carga de su enfermedad, ya que no necesitan recordar que deben tomar su medicación ni sufren el dolor asociado a las inyecciones”, explica Robert Farra, presidente de MicroCHIPS e investigador líder del estudio.
La enfermedad a la que se refiere Farra es la osteoporosis, el primer rival a batir por este pequeño dispositivo de 5,4 centímetros de alto por 3,1 centímetros de ancho y 1,1 centímetros de grosor, capaz de dispensar a la vez uno o varios medicamentos.
Esta dolencia afecta a 200 millones de mujeres en todo el mundo (2 millones en España), según la Fundación Internacional de la Osteoporosis. De ellas, una de cada cinco tiene más de 70 años. Los hombres tampoco están exentos de padecerla; de hecho, se prevé un aumento de hasta un 310 por ciento en la incidencia de la fractura de cadera en varones para 2050.
Aunque se trata de una patología grave cuyas consecuencias generan altas cotas de discapacidad, su desarrollo es silencioso, es decir, el enfermo no siente ni mejoría ni empeoramiento cuando deja de tomar el tratamiento pautado por el médico, lo que provoca que muchos pacientes no lo completen. “El cumplimiento de las pautas de medicación en esta enfermedad es el auténtico desafío”, reconoce Cima. “A los siete meses alrededor de un 80 por ciento ha dejado de usar el medicamento y normalmente la terapia continua hasta los 18 meses, por lo que mucha gente no obtiene todo el rendimiento deseado de ella”, afirma.
Uno de los componentes usados para tratar esta enfermedades es la teriparatida, un fármaco para estimular la formación de tejido óseo e incrementar su densidad comercializado desde 2002 bajo el nombre Forsteo. El dispositivo de Farra libera teripartida en el interior del organismo mediante su chip controlado inalámbricamente. Así, evita que quienes siguen este tratamiento tengan que someterse a las inyecciones subcutáneas diarias que hasta ahora eran necesarias para su administración, y que requieren de una constancia que muchos pacientes no tienen.
Para que genere el efecto deseado, es esencial que la administración de la teriparatida sea intermitente o ‘pulsátil’, en lugar de continua. Hasta ahora esto era un reto para los productos implantables de cesión de fármacos, pero no supone ningún problema para este chip. “No provoca una reacción adversa en el organismo, además es muy eficaz porque puede ceder las dosis de fármaco de manera repetida durante varios días de una forma reproducible, y se consiguen niveles que son similares a los de la inyección convencional”, afirma Carmen Álvarez, experta en diseño de sistemas de liberación controlada de medicamentos del departamento de Farmacia y Tecnología Farmacéutica de la Universidad de Santiago de Compostela (España).
Según explica Álvarez, el control externo del dispositivo a través de un sistema de sensor y de comunicación sin cable “abre interesantes posibilidades a la hora de plantear otro tipo de sesiones también en pulsos, o en las que se libera el fármaco en picos, solo una vez al día, lo que puede ser mucho más conveniente en determinados tratamientos”.
El procedimiento al que han sido sometidas las participantes del ensayo clínico requiere cirugía ambulatoria y anestesia local y comienza con una incisión de 2,5 centímetros bajo la línea de la cintura y el ahuecamiento necesario para crear un ‘bolsillo’ donde quepa el pequeño implante. Después, se aplican dos puntos para fijarlo en el interior, algunos más para cerrar, y la curación se completa en pocos días. “Todas las pacientes del ensayo aseguraron que el implante era aceptable, que no notaban el dispositivo y que estaban deseando repetir el proceso”, afirma Farra, que añade que el coste anual del tratamiento sería comparable al del que requiere inyecciones diarias del medicamento.
Detalle del microchip liberador del fármaco contra la osteoporosis y del lugar del cuerpo donde se coloca el implante que lo incorpora. Fuente: MicroCHIPS Inc.
En opinión de Laura Lechuga, líder del grupo de Nanobiosensores y Aplicaciones Bioanalíticas del Centro de Investigación en Nanotecnología y Nanociencia (CIN2-CSIC), en España, la sencillez de la intervención, que dura unos 30 minutos, es una de sus grandes ventajas. “Los sistemas de este tipo son el futuro y la implantación subcutánea no tiene ninguna complicación”, afirma. “Las operaciones de estética son unas cien veces más agresivas que estos implantes”.
En cuanto a la efectividad a largo plazo del tratamiento basado en este chip, los investigadores tuvieron en cuenta que al realizar un implante bajo la piel es habitual que se genere una cápsula fibrosa en torno al mismo. Los expertos temían que pudiera dificultar la liberación del fármaco, pero esto quedó descartado en los ensayos. “Diseñamos un estudio en el que esperamos a que la cápsula creciera sobre el dispositivo antes de empezar a ceder el fármaco”, explica Cima. “Encontramos que no afectaba a su liberación y creemos sería igual después de estar implantado durante un año”, considera.
Los chips utilizados en este estudio, que permanecieron 4 meses dentro del cuerpo de las pacientes, almacenan 20 dosis de teriparatida selladas individualmente en unos diminutos depósitos que están cubiertos con una capa fina de platino y titanio. Esta cobertura se funde al aplicarse una pequeña corriente eléctrica, liberando el fármaco en el organismo. “Lo que estamos haciendo es reemplazar señales endocrinas en el cuerpo”, explica Cima. “Las aplicaciones futuras de este dispositivo involucrarán muchos tipos diferentes de hormonas que controlan desórdenes relacionados con el crecimiento, la reproducción, la obesidad e incluso la diabetes”, predice el investigador.
Aunque es tentador pensar en un implante que libere a las personas diabéticas de sus plumas y sus glucómetros, Farra reconoce que la insulina no es una sustancia suficientemente potente para este dispositivo, ya que el volumen de dosis que haría falta insertar en el chip sería demasiado alto. Además, según comenta Lechuga, aunque este sistema “es muy útil para enfermedades crónicas de las que se conoce perfectamente la dosificación”, en el caso de un enfermo diabético no sería aplicable sin un sistema de diagnóstico asociado, ya que las dosis que necesita en cada momento varían y no se pueden preprogramar.
Imágenes del microchip y de los pasos en la liberación del fármaco contra la osteoporosis. Fuente: MicroCHIP Inc.
Las enfermedades que más se beneficiarían de este sistema serían las que emplean fármacos muy potentes, como la esclerosis múltiple, que requiere inyecciones de interferón cada 48 horas para disminuir la frecuencia de los ataques y mejorar las capacidades físicas de los enfermos. “Otro requisito necesario es que los medicamentos usados fueran eficaces en dosis muy bajas y que su administración por vía oral no resulte conveniente, como en el caso de la teriparatida, que corre el riesgo de degradarse”, añade Álvarez.
En cuanto a la seguridad física de este sistema, la primera garantía es que el dispositivo opera en una frecuencia especial reservada para la Agencia Estadounidense del Medicamento (FDA) y la Comisión Federal de Comunicaciones, como la que utilizan los marcapasos o los desfibriladores. Además, cada dispositivo tiene un número de serie especial que debe ser identificado por el programador para introducir cualquier cambio. “Es más, una vez programado, es capaz por sí mismo de hacer un seguimiento de la pauta de administración y mantener un registro de la dosificación, y lo hemos diseñado a propósito para ser inmune a las interfaces eléctricas”, señala Farra
Pese a lo prometedor del sistema, a MicroCHIP le quedan aún algunos retos que afrontar para mejorar su tecnología. Algunos de los compartimentos donde se alojan los fármacos no se abrieron durante el ensayo y un octavo dispositivo, que fue excluido del estudio, sufrió un fallo en la circuitería y no liberó el fármaco. “En el futuro dicen que mejorarán el control de calidad del circuito impreso para que sea reproducible la cesión en todos los pulsos para los que esté destinado”, comenta Álvarez.
Otra de las mejoras que han anunciado es el aumento de la cantidad de dosis alojadas en el dispositivo, lo que permitiría realizar tratamientos más largos. MicroCHIPS trabaja ya en el desarrollo de un modelo que pueda llevar hasta 365 dosis para utilizarlo en su segunda fase de ensayos clínicos. “Será otro estudio de seguridad con un grupo pequeño de personas, unos 20 pacientes, durante un año”, adelanta Cima. Su previsión es lanzar el chip al mercado en 2014, tras obtener la marca de Conformidad Europea (CE) y tras otros dos años de ensayos.
También aseguran que, en paralelo a este nuevo dispositivo, tienen pensado desarrollar una interfaz gráfica simple para mejorar la usabilidad del sistema -que hasta ahora manejan sólo los físicos- y vincularlo, en el futuro, a aplicaciones móviles que les permitan mejorar el seguimiento de los pacientes. “En el estudio intentan disponer de una señal externa que asegure que la dosis se ha cedido correctamente”, explica Álvarez. ”Quizá en el futuro se pueda acoplar a un sistema móvil y enviar la señal al ordenador central de una clínica para controlar distintos pacientes”, sugiere.
A la espera de futuros desarrollos, por ahora, los pacientes de osteoporosis tienen un motivo más para la esperanza. “Un sistema así podría ser muy beneficioso porque libera de la servidumbre de tener que inyectarse cada día, lo cual es una molestia y muchas veces provoca que el tratamiento no sea efectivo”, explica Carmen Sánchez, presidenta de la Asociación Española contra la Osteoporosis (AECOS). “Hay que insistir mucho en la importancia de la adherencia al tratamiento, que con este sistema sería total, y lograr la implicación de las familias para que el paciente llegue a aceptar un sistema como este”, concluye Sánchez.
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