image: Conceptual image illustrating the application of PhotoTheraPort luminescent implants for localized treatment.
Credit: Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC)
Pau Gorostiza, profesor de investigación ICREA e investigador principal del grupo de Nanosondas y Nanoconmutadores del Instituto de bioingeniería de Cataluña (IBEC) y del CIBER-BBN, coordinará el proyecto PHOTOTHERAPORT financiado por el prestigioso programa Pathfinder Open del Consejo de Innovación Europeo (EIC, por sus siglas en inglés). Con esta iniciativa el EIC impulsa la exploración de ideas atrevidas para tecnologías radicalmente nuevas, apoyando colaboraciones científicas de vanguardia, interdisciplinarias y de alto riesgo/alta recompensa que sustentan avances tecnológicos.
PHOTOTHERAPORT se centra en el desarrollo de implantes luminiscentes como puertos para terapias de luz, en analogía a los que se emplean en quimioterapia para administrar fármacos. Un consorcio de 8 instituciones de 4 países, coordinado por el IBEC, llevará a cabo el proyecto con una financiación de 3 millones de euros durante los próximos 3 años.
Las terapias basadas en la luz están cobrando importancia en medicina debido a su capacidad para dirigirse a regiones específicas del cuerpo. A pesar de su demostrado potencial terapéutico, estas terapias se enfrentan a un desafío común: la atenuación de la luz visible a través de tejidos blandos y huesos antes de que llegue de manera efectiva al lugar de interés. Esta atenuación es mayor cuanto más profundos son los tejidos y órganos que se pretende alcanzar.
La plataforma PhotoTheraPort ofrece una solución a este desafío. Se trata de unos implantes diseñados para que emitan luz localmente al iluminarlos con una fuente de luz externa. Estos dispositivos incorporan nanopartículas de upconversion (conversión ascendente, en inglés), que al iluminarlas con luz infrarroja emiten fotones de mayor energía (luz visible o ultravioleta). De este modo, la emisión de luz por parte de las nanopartículas se puede controlar de forma remota y no invasiva, aplicando externamente luz infrarroja, que sí penetra a través del tejido y el hueso. La forma y el color de emisión de los PhotoTheraPorts podrán ajustarse a diversos propósitos terapéuticos. El consorcio de investigación empleará inicialmente esta plataforma para producir efectos analgésicos únicamente mediante luz, lo que se conoce cómo fotobiomodulación contra el dolor, y lo compararán con lámparas que ya se utilizan clínicamente. El propósito es tratar el dolor inflamatorio de manera más efectiva en regiones ocultas de la columna vertebral.
A continuación, los PhotoTheraPort se aplicarán a terapias de neuromodulación fotofarmacológica. Para ello se desarrollarán fotofármacos diseñados para trabajar juntamente con la plataforma de emisores de luz. Estos fármacos se activan únicamente cuando se exponen a un color de luz específico. Esta segunda tecnología se probará para reducir el dolor neuropático iluminando en ciertas regiones de la columna vertebral. También se intentará inhibir la hiperactividad neuronal característica de la epilepsia focal, que afecta a una zona limitada del cerebro y es intratable en el 30% de pacientes epilépticos.
“Nuestra meta es demostrar, dentro de cinco años, la seguridad y no toxicidad de la plataforma y acercar esta nueva terapia de fotobiomodulación al uso clínico. Los plazos de desarrollo de los fotofármacos son impredecibles, pero se prevén más largos. Si obtenemos buenos resultados preclínicos para la neuromodulación, sería la primera molécula de este tipo que cumpla con los requisitos regulatorios.” explica Gorostiza.
Una vez probada la eficacia de los PhotoTheraPort para estas patologías, la plataforma tiene el potencial de poder aplicarse a otras condiciones que requieren de tratamientos con acción localizada, como son la artritis, las enfermedades autoinmunes, las infecciones o los trasplantes. La simplicidad y versatilidad de esta innovadora plataforma pretende mejorar el tratamiento del dolor y la calidad de vida de los pacientes, además de ofrecer al sistema sanitario formas de optimizar costes médicos y ampliar sus beneficios.
El consorcio PHOTOTHERAPORT está formado por el Instituto Letón de Síntesis Orgánica, la Universidad de Tampere (Finlandia), el instituto de Tecnología Technion (Israel), la Universidad Stradins de Riga (Letonia), la Universidad de Cádiz, el Instituto de Investigaciones Biomédicas de Barcelona (IIBB-CSIC) y el Instituto Teamit, y está coordinado por el IBEC.