Los parches y las píldoras robóticas podrían algún día reemplazar a las inyecciones

¿Odias recibir inyecciones? Si es así, no está solo, y es posible que tenga suerte. Los investigadores están ideando formas nuevas y sin dolor de administrar medicamentos. Una es una píldora robótica. Otro es un parche de medicamento que se usa en la piel. Ambos están todavía en las primeras etapas de desarrollo. Pero algún día, estas innovaciones podrían hacer que la entrega de medicamentos sea más amigable para el paciente.

La nueva píldora robótica sale de un laboratorio en el Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge. Tiene una diminuta microaguja con resorte de solo unos 3 milímetros (una décima de pulgada) de largo. Una vez tragada, la píldora inyecta el medicamento directamente a través de la pared del estómago.

A diferencia de una inyección normal, este pinchazo de aguja no debería doler, dice Giovanni Traverso. Es médico e ingeniero biomédico especializado en el intestino. También ayudó a desarrollar la píldora robótica en el MIT. Los estómagos pueden detectar algunas sensaciones, como el dolor profundo de una úlcera de estómago. O la incomodidad de sentirse hinchado. Pero esas sensaciones están “más relacionadas con los receptores de estiramiento”, explica Traverso. El estómago carece de receptores para detectar dolores agudos, como una inyección.

una foto de un objeto parecido a un huevo blanco sobre una mesa de madera
Esta pequeña píldora robótica puede administrar medicamentos en el estómago a través de una microaguja que aparece en el momento justo.G. Traverso

Diseñar una pastilla que pudiera pinchar de forma fiable la pared del estómago fue un poco complicado. Una vez tragado, el pequeño pero pesado dispositivo se deposita en el fondo del estómago. Para pinchar la pared del estómago debajo de ella, la píldora debe caer con el lado del inyector hacia abajo. Para que eso suceda, el equipo del MIT tomó prestada una idea de la tortuga leopardo.

Contrariamente a la creencia popular, la mayoría de las tortugas puede volver a ponerse de pie si se voltea boca abajo. Las tortugas leopardo cuentan con la ayuda de caparazones abovedados. Si uno de ellos se voltea sobre su espalda, la forma de ese caparazón lo ayuda a rodar hacia arriba. Esa misma forma asegura que la nueva píldora siempre caiga en posición vertical también.

Robert Langer es ingeniero químico en el equipo del MIT. “Mira”, dice, mientras deja caer una píldora robótica del tamaño de un garbanzo sobre una mesa. Rebota, luego rueda en posición vertical. “No importa cómo lo deje caer”, señala, y lo vuelve a dejar caer, “siempre aterriza de la misma manera”.

Pero, ¿qué hace que la pequeña aguja de la píldora salga para hacer su trabajo? “Sugar glass”, explica Langer. Duro y quebradizo, este material retiene un resorte que se une a la aguja. En el estómago, ese azúcar comienza a disolverse. “De repente, la cosa se rompe”, dice Langer. Esto libera el resorte, que clava la aguja en la pared del estómago para inyectar el medicamento. Es posible controlar cuándo sucede eso ajustando el grosor del azúcar.

El equipo del MIT dio a conocer su diseño en 2019 en Ciencia.

una foto de una tortuga leopardo
La forma del caparazón de esta tortuga leopardo asegura que el animal ruede boca arriba si alguna vez se voltea sobre su espalda. Este caparazón inspiró la forma de la nueva píldora robótica.David A. Northcott /iStock/Getty Images Plus

Beneficios potenciales y precios

En nuevos experimentos, estas píldoras robóticas han entregó un medicamento basado en ARNm a mini-cerdos. Los investigadores describieron su éxito en la edición del 2 de marzo de Materia. Fue una prueba importante para demostrar que esta nueva clase de medicamentos podía administrarse de esta manera. (La vacuna COVID-19 de Pfizer también enlace al ARNm.)

Las nuevas robo-píldoras también han tenido éxito insulina administrada en mini cerdos. Muchas personas con diabetes deben inyectarse esta hormona varias veces al día. Normalmente, la insulina no se puede tragar en forma de pastilla porque se degradaría en el estómago. La robo-píldora soluciona ese problema al inyectar insulina directamente en la pared del estómago.

Esta es una forma completamente nueva de administrar la droga, señala Bruno Sarmento. Trabaja en la Universidad de Oporto en Portugal. Aunque no trabajó en el sistema de píldoras, como investigador de nanomedicina está interesado en este tipo de proyectos. “Ahora sabemos que es posible” que un sistema robótico llegue al estómago y administre inyecciones, dice. Pero le preocupa que la nueva píldora pueda ser demasiado costosa para su uso generalizado.

A partir de los 50 segundos de este video, puede ver una explicación de cómo un caparazón de tortuga autoenderezable sirvió de inspiración para un nuevo sistema basado en cápsulas para liberar insulina. Las pruebas en animales muestran que sus microagujas pueden liberar rápidamente la hormona en el revestimiento del estómago.

Cambiar no es tan seguro. “En realidad, no sé si será tan caro”, dice. Ya existen pastillas mecanizadas. Langer apunta a una clase conocida como píldoras osmóticas. Estas píldoras tienen agujeros para bombear las drogas. La gente podría pensar que serían mucho más caras que las píldoras regulares, “pero en realidad no lo han sido”, dice. “Cuando comienzas a hacer miles de millones de estos, el costo simplemente baja”.

Además, las píldoras normales a menudo desperdician medicamentos. Una droga tragada debe pasar a través del revestimiento del estómago. “Es como atravesar una pared de ladrillos”, dice Traverso. Es muy difícil sin la ayuda de una aguja. Y la droga desperdiciada es costosa, “a veces más costosa que el dispositivo”.

Un ejemplo es un fármaco utilizado para tratar la diabetes. Se llama semaglutida. “Es un vendedor gigante para las personas con diabetes”, dice Langer. Y cuando das este medicamento en forma de pastilla, dice, “pierdes el 99 por ciento del medicamento”. Pasa a través del cuerpo antes de ser absorbido. Pero la nueva píldora robótica aseguraría que la droga atraviese la pared del estómago y llegue al torrente sanguíneo. Al final, eso podría ahorrar dinero.

Después de pruebas exitosas en animales, la píldora robótica ahora está lista para pruebas en humanos. La compañía farmacéutica danesa Novo Nordisk, que trabaja con el equipo del MIT, comenzó a reclutar voluntarios en abril.

parchear la piel

Investigadores en Francia están desarrollando una tecnología que omite las agujas por completo. El nuevo parche del equipo, cuando se aplica en la boca, administra un fármaco a través del interior de la mejilla.

“Las inyecciones sin aguja… son una especie de santo grial”, dice Karolina Dziemidowicz. Ella no ayudó a crear el nuevo parche. Pero su trabajo en Inglaterra en el University College London se centra en estos nuevos biomateriales.

una foto de un pequeño parche en forma de diamante negro en la punta de un dedo
Este pequeño parche activado por calor puede administrar insulina a través de la piel dentro de la mejilla.Anna Voronova

Los parches pegajosos cargados de medicamentos existen desde hace décadas, señala Dziemidowicz. Este nuevo es diferente. En lugar de pegarlo en el brazo, se adhiere a la membrana resbaladiza y cubierta de moco que se encuentra dentro de la boca. ¡O incluso tu globo ocular! Ambas son áreas que permiten que los medicamentos entren rápidamente en el torrente sanguíneo. El calor suave de un dispositivo láser activa el parche para liberar el medicamento.

Sabine Szunerits es química analítica y co-desarrolladora de estos pequeños parches. Trabaja en la Universidad de Lille en Francia. Su equipo probó estos parches como una forma de dispensar insulina. Al igual que el equipo del MIT, probaron su sistema en minicerdos y, más tarde, en vacas. Los animales absorbieron bien el fármaco y redujo su nivel de azúcar en la sangre según lo previsto.

En otro experimento, los investigadores incluso aplicaron versiones libres de drogas de los parches dentro de la boca de seis voluntarios. ¿Qué pensaba la gente de ellos? Es raro pensar en eso, dijeron dos voluntarios varones. Pero nadie encontró los parches incómodos. Los parches tampoco afectaron la capacidad de los voluntarios para hablar o comer.

Szunerits y su equipo describieron sus hallazgos en Materiales biológicos aplicados de ACS el 21 de febrero.

Nueva tecnología, nuevas cosas a tener en cuenta

En su laboratorio, el equipo francés utilizó un láser para hacer que el parche liberara su fármaco. Para uso doméstico, Szunerits imagina crear algo parecido a una piruleta. Al final, dice, “tendrías un láser”. Luego, cuando estés listo para activar un parche, te pondrás el pop láser en la boca. Puede activar solo uno, o tantos parches como necesite para tomar la dosis prescrita.

“Este es un estudio muy elegante”, dice Sarmento. Pero él ve una limitación. Los parches no pueden proporcionar mucha insulina. Cada uno puede envasar unas 2,9 unidades del medicamento. Pero incluso un niño de 40 kilogramos (90 libras) podría necesitar alrededor de 20 unidades de insulina por día. Sarmento sospecha que el nuevo parche podría ser más adecuado para otros medicamentos, que se administran en dosis más bajas.

Los parches son pequeños, pero algunas personas podrían estar dispuestas a usar un montón si eso significa evitar una inyección. A la gente, especialmente a los niños, no les gustan las inyecciones. Debido a eso, dice Traverso, muchas personas toman su insulina de manera confiable solo la mitad del tiempo. Es por eso que muchos “médicos retrasan el inicio de la insulina por casi ocho años”, dice Traverso.

Ahora espera que innovaciones como el parche de insulina y la píldora robótica algún día hagan que más personas tomen voluntariamente los medicamentos que necesitan.

Esta es una de una serie que presenta noticias sobre tecnología e innovación, posible gracias al generoso apoyo de la Fundación Lemelson.

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