Investigadores de la Universidad de Cambridge han creado un material que libera medicamentos antiinflamatorios en respuesta a cambios de pH, mejorando potencialmente el tratamiento de la artritis y reduciendo efectos secundarios.
Investigadores de la Universidad de Cambridge han desarrollado un material innovador que podría revolucionar el tratamiento de la artritis. Este nuevo tipo de cartílago artificial tiene la capacidad de detectar cambios sutiles en el cuerpo, como los que ocurren durante un episodio inflamatorio, y liberar medicamentos de manera precisa en el lugar y momento adecuados.
Este material flexible puede ser cargado con fármacos antiinflamatorios que se liberan al detectar ligeras variaciones en el pH del organismo. Durante una crisis de artritis, las articulaciones se inflaman y su acidez aumenta ligeramente en comparación con los tejidos circundantes. Gracias a esta propiedad, el material se vuelve más blando y gelatinoso, lo que activa la liberación de las moléculas del medicamento encapsuladas en su estructura.
Los investigadores afirman que, dado que este material está diseñado para reaccionar solo dentro de un rango específico de pH, es posible administrar fármacos exactamente donde y cuando son necesarios. Esto podría contribuir a reducir los efectos secundarios asociados a los tratamientos convencionales.
Si se utiliza como cartílago artificial en las articulaciones afectadas por la artritis, este enfoque permitiría un tratamiento continuo, mejorando así la eficacia de los medicamentos destinados a aliviar el dolor y combatir la inflamación. La artritis afecta a más de 10 millones de personas solo en el Reino Unido, lo que representa un coste estimado para el NHS de 10.2 mil millones de libras anuales. A nivel global, se estima que más de 600 millones de personas padecen esta enfermedad.
Aunque aún son necesarios ensayos clínicos exhaustivos antes de que este material pueda ser utilizado en pacientes, los investigadores creen firmemente que su enfoque podría mejorar significativamente los resultados para quienes sufren artritis y otras condiciones como el cáncer. Los detalles sobre sus hallazgos han sido publicados en el Journal of the American Chemical Society.
El equipo liderado por el profesor Oren Scherman, del Departamento de Química Yusuf Hamied, ha diseñado este material utilizando enlaces cruzados reversibles dentro de una red polimérica. La sensibilidad de estos enlaces a los cambios en los niveles de acidez confiere al material propiedades mecánicas altamente reactivas.
"Desde hace tiempo estamos interesados en utilizar estos materiales en las articulaciones, ya que sus propiedades pueden imitar las del cartílago", comentó Scherman. "Combinar eso con una entrega altamente dirigida de medicamentos es una perspectiva realmente emocionante".
El primer autor del estudio, el Dr. Stephen O’Neill, añadió: "Estos materiales pueden 'sentir' cuando algo no va bien en el cuerpo y responder entregando tratamiento justo donde se necesita". Esta innovación podría disminuir la necesidad de dosis repetidas de medicamentos y mejorar la calidad de vida del paciente.
A diferencia de muchos sistemas tradicionales de entrega de medicamentos que dependen de desencadenantes externos como calor o luz, este nuevo material opera mediante la química interna del cuerpo. Los investigadores sostienen que esto podría allanar el camino hacia tratamientos para la artritis más duraderos y específicos que respondan automáticamente a los brotes inflamatorios.
En pruebas realizadas en laboratorio, se cargó el material con un colorante fluorescente para simular cómo podría comportarse un medicamento real. Los resultados mostraron que a niveles ácidos típicos de una articulación artrítica, el material liberaba considerablemente más carga farmacológica comparado con niveles normales y saludables.
"Al ajustar la química de estos geles, podemos hacerlos altamente sensibles a los sutiles cambios en acidez que ocurren en tejidos inflamados", explicó la coautora Dr. Jade McCune. "Eso significa que los medicamentos se liberan cuando y donde más se necesitan".
El enfoque adoptado por este equipo puede adaptarse a diversas condiciones médicas mediante ajustes finos en la química del material. "Es un enfoque muy flexible; teóricamente podríamos incorporar tanto fármacos de acción rápida como lenta, ofreciendo un único tratamiento que dure días, semanas o incluso meses", concluyó O’Neill.
Los próximos pasos del equipo implicarán probar estos materiales en sistemas vivos para evaluar su rendimiento y seguridad dentro del entorno fisiológico. Si tienen éxito, su metodología podría abrir las puertas a una nueva generación de biomateriales responsivos capaces de tratar enfermedades crónicas con mayor precisión.
Referencia:
Stephen J.K. O’Neill et al. ‘Kinetic locking of pH-sensitive complexes for mechanically responsive polymer networks. Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c09897