Procesos de medicinas mil veces más rápidos

Cuando el dentista ataca a un nervio con el taladro, la señal eléctrica del dolor llega directamente al cerebro. Con la anestesia, el principio activo impide que la señal traspase la membrana de las células, una parte qué, además de impedir el paso del dolor, es clave para estudiar los efectos de los medicamentos. Para medirlos a escala comercial, un grupo de investigadores de Múnich presentó un proyecto nominado a los Premio Alemán de Futuro.

Proteínas como válvulas

La transmisión de la corriente en las células se sirve de conductos de iones, proteínas que deciden si la corriente pasa o no. “En cada célula hay muchos conductos de iones que sirven para la comunicación entre las células y la transmisión de las señales eléctricas”, explica el físico muniqués Niel Fertig, dedicado al estudio de estas proteínas. “Cuando fallan estos conductos de iones, hay una enfermedad. Algunos medicamentos actúan abriendo y cerrando estas vías”.

Para cada tipo de célula, hay conductos de iones diferentes. Fertig cree que el 15% de los medicamentos tiene efectos sobre estos. No solo los analgésicos, sino también los psicofármacos o los medicamentos cardiovasculares y algunas enfermedades como la epilepsia o la diabetes. Por eso, es importante examinar los principios activos y sus efectos sobre los conductos de iones antes de sacarlos al mercado, y analizar así los posibles efectos secundarios.

Además, estas mediciones son muy importantes en la investigación para buscar nuevos agentes activos. En un primer paso, se suelen probar los efectos de miles –e incluso millones- de sustancias y poco a poco se van filtrando según los efectos que muestran hasta encontrar la sustancia que más nos interesa, aclara Fertig. Hasta hace poco, esto se hacía a mano transmitiendo la electricidad a las células de laboratorio con una pipeta para probar el efecto del principio activo. Un trabajo largo que requería mucho esfuerzo.

Robots rápidos

Buscando una solución más fácil, Fertig y sus colegas Michael George y Andrea Brüggeman desarrollaron con su empresa Nanion un proceso que funciona diez mil veces más rápido. En vez de pipetas, usa un chip de boro-silicato sobre el que colocan 384 micro celdas con una solución de células cultivadas con determinados tipo de iones. En el fondo de cada celda hay una abertura con un diámetro de un micrómetro (100 veces menor que el diámetro de un pelo), aclara el físico: “Se aplica una gota de una suspensión de células en el chip y se aspira a través de las pequeñas aberturas”.

Dependiendo si el conducto de iones se abre o no, la corriente pasará por la micro abertura, indicando cuáles son los iones que reaccionan y registrándolo en la computadora. Además, se pueden aplicar tensiones que estimulen los conductos de iones en condiciones totalmente controladas, una función muy útil para los desarrolladores de medicamentos.

Fertig fundó Nanion con dos colegas de la Universidad en 2002. Al principio, su primer robot era capaz de analizar una célula. Después aumentaron a cuatro y posteriormente a 96. Pero el gran salto llegó en 2013 con el chip para 384 células, un formato usado por los robots de pipetas que usan las grandes farmacéuticas. Antes de terminar su primer modelo, la industria ya estaba tras ellos y ahora venden su producto a farmacéuticas y empresas de investigación de todo el mundo.