Por Helen Yarimet Lorenzo-Anota y Omar Lozano
La obesidad es un problema de salud global difícil de tratar debido a su complejidad y múltiples causas. Ante este reto, la comunidad científica explora nuevas alternativas: áreas como la biotecnología y la nanotecnología están probando tratamientos basados en fármacos ya aprobados para otros usos.
Ese es el caso de disulfiram, un medicamento aprobado clínicamente para tratar el alcoholismo con propiedades antiinflamatorias que, en estudios preclínicos, han demostrado inducir pérdida de peso en ratas alimentadas con dieta alta en grasas.
Además se observó que este fármaco permitió prevenir la acumulación de grasa en el hígado y la hiperplasia pancreática, así como normalizar la respuesta a la insulina. Sin embargo, su alta inestabilidad en sangre limita su aplicación clínica.
Actualmente se investigan las nanopartículas que podrían funcionar como vehículos para transportar el disulfiram, entre ellas la poli-ε-caprolactona (PCL), un biopolímero aprobado por la FDA y usando ampliamente en aplicaciones biomédicas debido a su alta biocompatibilidad.
Es decir, el PCL encapsula medicamentos y los transporta dentro del cuerpo. En el estudio Disulfiram-Loaded Nanoparticles Inhibit Long-Term Proliferation on Preadipocytes utilizamos este biopolímero para formar nanopartículas que contienen disulfiram y de esa manera mejorar su estabilidad y eficacia.
Biopolímeros que transportan medicamentos
Nuestra investigación buscaba optimizar la síntesis de partículas considerando propiedades clave como el tamaño, la homogeneidad y la eficiencia de encapsulación. Encontramos que las más prometedoras fueron las más pequeñas: esferoides con un tamaño cercano a los 100 nanómetros.
El análisis químico y estructural de la nanoformulación no mostró alteraciones comparado con el fármaco libre o la nanopartícula sola, lo que sugiere que el disulfiram está físicamente encapsulado en la matriz polimérica.
Cuando se evaluó su perfil de liberación en condiciones simuladas (pH 7.4, 37 °C), se observó una liberación controlada desde los primeros 30 minutos hasta completar el 100% en cuatro días.
También se analizó la interacción de las nanopartículas con células clave del tejido adiposo, un órgano metabólicamente activo que no solo almacena grasa, sino que también funciona como un órgano endocrino, produciendo hormonas y moléculas que regulan el apetito, el metabolismo y el sistema inmune. Por eso, su mal funcionamiento —como ocurre en la obesidad— puede provocar enfermedades metabólicas como diabetes tipo 2, resistencia a la insulina y problemas cardiovasculares.
En este contexto, al dirigir el fármaco mediante nanopartículas, se logró su internalización exitosa en adipocitos blancos (encargados de almacenar grasa), macrófagos (involucrados en la respuesta inflamatoria) y preadipocitos (células precursoras de nuevos adipocitos), todos ellos implicados en la disfunción del tejido adiposo en contextos de obesidad.
Nanoencapsulación y bioseguridad
Para entender el mecanismo de citotoxicidad —es decir, el daño o muerte celular que un compuesto puede causar— se evaluó el efecto del fármaco encapsulado sobre las mitocondrias de los preadipocitos. Se observó un aumento en la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), moléculas inestables que dañan las células y generan estrés oxidativo.
Este estrés activó las caspasas, enzimas clave en la apoptosis, o muerte celular programada. De manera interesante, el disulfiram en su forma libre mostró una citotoxicidad mayor que cuando estaba encapsulado durante el mismo periodo, lo que sugiere que la encapsulación modula y reduce potencialmente la toxicidad del fármaco.
Se comparó la eficacia de ambas formas del fármaco midiendo la proliferación de preadipocitos, células que pueden convertirse en adipocitos y favorecer la obesidad. Tras 24 horas de tratamiento, se dejó crecer a las células por 10 días para observar la formación de colonias. Ambos tratamientos redujeron de forma similar la multiplicación celular, mostrando eficacia comparable.
Estos resultados sugieren que la nanoencapsulación del disulfiram podría mejorar su biodisponibilidad y perfil de seguridad, además de evidenciar su potencial efecto antiobesogénico. Más allá de confirmar su citotoxicidad en preadipocitos, este estudio abre la puerta al desarrollo de estrategias terapéuticas dirigidas al tejido adiposo en la obesidad.
Los próximos pasos incluyen avanzar hacia modelos más complejos, como cultivos tridimensionales y modelos animales. De confirmarse estos hallazgos, se establecería una prueba de concepto sólida para avanzar hacia estudios clínicos en humanos.
Referencias
- Lorenzo-Anota HY, Gómez-Cantú JM, Vázquez-Garza E, Bernal-Ramirez J, Chapoy-Villanueva H, Mayolo-Deloisa K, Benavides J, Rito-Palomares M, Lozano O. Disulfiram-Loaded Nanoparticles Inhibit Long-Term Proliferation on Preadipocytes. Int J Nanomedicine. 2024 Dec 10;19:13301-13318. doi: 10.2147/IJN.S467909. PMID: 39679252; PMCID: PMC11645963.
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Autores
Helen Yarimet Lorenzo Anota. Doctora en Ciencias en Inmunobiología, UANL. Actualmente, es investigadora postdoctoral en el Institute for Obesity Research, Unidad de Bioingeniería y dispositivos médicos, en el Tecnológico de Monterrey. Su línea de investigación es el desarrollo de sistemas para la entrega eficiente de moléculas con actividad antiobesogénica, en modelos in vitro. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores nivel I desde 2023.
Omar Lozano. Profesor-investigador del Institute for Obesity Research, y de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud del Tecnológico de Monterrey. Su investigación se centra en el desarrollo de materiales avanzados eficientes y seguros para la administración de compuestos terapéuticos y de diagnóstico para enfermedades cardiometabólicas. Es autor de 46 artículos científicos y de divulgación (índice h: 20), 4 patentes y 2 capítulos de libros. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadoras e Investigadores nivel 2 (México) y Chargé de Recherche (Bélgica).
