Investigación Fondecyt busca maximizar efectividad de tratamientos con medicamentos
Profesor en la Universidad Autónoma de Chile, el Dr. Cristian Tirapegui nos cuenta en esta entrevista detalles sobre su reciente proyecto Fondecyt Regular, titulado “Derivados dicatiónicos de azobenceno como surfactantes fotoactivos para sistemas de transporte de fármacos: estudio del comportamiento fotorreversible y capacidad de carga en agregados moleculares”, que inició este 2024. El académico se destaca como un investigador multifacético cuyas áreas de estudio abarcan diversas disciplinas, incluyendo la química orgánica, la fotoquímica y diversas aplicaciones en el ámbito de los materiales.
En su labor investigativa, el Dr. Tirapegui se dedica al estudio de moléculas orgánicas fotoactivas que cambian su estructura molecular y sus propiedades de manera reversible al ser irradiadas con luz de distinto color. A este tipo de compuestos se les conoce como interruptores moleculares o fotoswicthes. Además, estas moléculas poseen la cualidad de agregarse cuando son disueltos en agua, es decir, forman ensambles moleculares (micelas) cuando se juntan unas con otras, sistema que a su vez posee capacidad de carga, lo que significa que estas agrupaciones a su vez pueden albergar moléculas pequeñas en su interior. Coloquialmente hablando, es como si pudiéramos incorporar “pelotas de tenis de mesa” dentro de un “balón de baloncesto”.
En cuanto a su trayectoria académica, el Dr. Tirapegui realizó su Doctorado en Química en la Universidad de Santiago y sus estudios postdoctorales en la Universidad de Chile, actualmente es profesor asistente en la Universidad Autónoma de Chile e imparte la asignatura de Química Orgánica en la carrera de Química y Farmacia de la misma casa de estudios. Su profundo interés en la química orgánica, la síntesis orgánica y la espectroscopía le ha llevado a la adjudicación de este proyecto, donde puede unificar estas disciplinas para construir moléculas, estudiar sus propiedades y brindarles aplicaciones prácticas.
¿Cuál será el foco principal de su investigación?
El principal foco de este proyecto se basa en la modificación estructural de los interruptores moleculares, que son la unidad de construcción básica de estos sistemas y cómo estas modificaciones afectan la capacidad de agregación y carga de estas esferas moleculares de mayor tamaño.
¿Qué es lo que le interesa de esta área?
Para mi, uno de los aspectos interesantes de estos agregados moleculares es que también son fotoactivos y al ser irradiados de manera cíclica, primero con luz ultravioleta y luego con luz visible, el tamaño cambia de forma reversiblemente junto con otras propiedades. Como consecuencia de la disminución en el tamaño de estas “esferas moleculares”, las pequeñas moléculas incorporadas en su interior podrían salir expulsadas al medio de tal manera que este sistema sería un muy buen candidato para liberación de fármacos utilizando únicamente un pulso de luz.
¿Cómo es posible explicar este fenómeno?
Este fenómeno es posible gracias a que cada una de las pequeñas piezas de construcción, los interruptores moleculares o fotoswitches, utilizadas en el diseño de este ensamble molecular actúan como verdaderos conmutadores moleculares, esto es, pasan de una estructura estable A a una estructura estable B y lo más importante, lo hacen de manera reversible, por tanto basta solo con iluminar para cambiar las propiedades del sistema.
¿Cuál sería el impacto social de la investigación?
Imagínate que un medicamento pueda llegar a un órgano en su forma inactiva (incluido en nuestro “balón molecular”), y que por iluminación este fármaco pase a un forma activa (salga expulsado desde el “balón molecular”) pero solo en el sitio donde se necesita dicha sustancia. De esta manera, este compuesto ataca su diana biológica y posteriormente lo vuelves a iluminar para desactivarlo abandonando el cuerpo bajo su forma inactiva. Esto que acabo de comentar es una idea central en un nuevo campo de estudio llamado fotofarmacología que precisamente utiliza la luz como gatillo para la activación de medicamentos y que busca hacer los tratamientos más específicos y selectivos, minimizando los daños colaterales y maximizando la efectividad.
Un ejemplo concreto sería el control de medicamentos tomados por vía oral. Muchos de ellos, una vez ingeridos, afectan a todo el organismo y en nuestro laboratorio hemos estado trabajando de manera incipiente en cargar sustancias con potencial actividad farmacológica que podría estar dentro de esta «pelota molecular».
Esta línea representa un gran desafío y oportunidad en la administración de medicamentos con lo cual nuestra «esfera molecular fotoactiva» se podría convertir en una plataforma potencialmente revolucionaria y que ya se encuentra en proceso de patentamiento.
Hablando de beneficios directos para las personas, hay un aspecto importante relacionado con el mecanismo de acción de este sistema, que es el control de la dosis, como ya lo comentamos. Algunos medicamentos, incluyendo cremas, pueden presentar problemas por sobredosificación. Con nuestro mecanismo de control a través de la luz, podemos visualizarlo como un “abrir y cerrar una llave” y con ello podemos controlar la dosis de un medicamento tópico, por ejemplo, de hecho estamos trabajando en el diseño de un nuevo parche fotoactivo que precisamente actúe usando este mecanismo de acción.
¿Qué significa esta adjudicación y quienes formarán su equipo de trabajo?
Mi equipo de trabajo incluye a colegas expertos en espectroscopia, fotoquímica y biología, quienes aportan sus conocimientos en áreas específicas del proyecto. La investigación es un trabajo colaborativo que involucra diversas disciplinas y enfoques.
Este proyecto significa un respaldo significativo para la investigación, brindando recursos y apoyo para avanzar en áreas científicas clave para el desarrollo del país. Pero la resiliencia es fundamental en este camino, ya que hay muchos y muy buenos científicos compitiendo por pocos recursos, así que cada avance en esta carrera es muy valioso para mi. Estoy muy agradecido por la oportunidad de contribuir a la investigación científica en Chile y de poder aportar desde mi investigación a la sociedad.