El proyecto Nanobrain busca superar el desafío de la barrera hematoencefálica. Utilizando tecnologías innovadoras como los nanotransportadores y microARNs, esta iniciativa pretende mejorar el tratamiento de trastornos cerebrales, ofreciendo soluciones más eficaces y menos invasivas para enfermedades neurológicas y psiquiátricas.
Los trastornos cerebrales afectan a millones de personas en todo el mundo, impactando en su calidad de vida y presentando un auténtico desafío para la medicina moderna. Desde enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson, hasta trastornos psiquiátricos como la esquizofrenia y la depresión severa, la necesidad de tratamientos efectivos se ha convertido en una de las prioridades globales del momento.
No obstante, no es problema fácil de abordar: los tratamientos actuales son limitados y, en su mayoría, solo alivian síntomas, sin conseguir abordar las causas subyacentes de la enfermedad. En otras palabras, aunque algunos pacientes sí puedan llegar a experimentar mejorías en sus síntomas, la progresión de la enfermedad no suele detenerse. Además, los efectos secundarios de muchos medicamentos pueden ser severos, lo que reduce la adherencia al tratamiento y, en consecuencia, su eficacia a largo plazo.
EL MURO QUE PROTEGE Y LIMITA
Concretamente, uno esos desafíos a la hora de desarrollar terapias para trastornos cerebrales es la presencia de la barrera hematoencefálica (BBB, por sus siglas en inglés). Esta estructura biológica, compuesta por células endoteliales especializadas que recubren el interior de los vasos sanguíneos, actúa como un filtro altamente selectivo entre la sangre y el cerebro, pero también supone un auténtico obstáculo crítico para el tratamiento eficaz de enfermedades neurológicas.
En otras palabras: la presencia de la BBB es fundamental para proteger el sistema nervioso central de toxinas y patógenos, garantizando así un entorno estable para la actividad neuronal. No obstante, esta misma protección se convierte en un obstáculo cuando se intenta administrar fármacos terapéuticos, ya que menos del 5% de los compuestos diseñados para tratar enfermedades cerebrales logran atravesarla de forma eficiente.
De esta forma, el tamaño molecular y la solubilidad de los fármacos se ha convertido en uno de los mayores retos del desarrollo de fármacos. Las moléculas que son de gran tamaño o que tienen propiedades hidrofílicas, tienen dificultades para cruzar la barrera sin el uso de transportadores específicos o modificaciones estructurales. Así, a lo largo de los últimos años, este problema ha limitado siempre el desarrollo de los tratamientos eficaces para enfermedades neurodegenerativas o trastornos psiquiátricos, obligando a los investigadores a buscar nuevas soluciones tecnológicas.
UN VEHÍCULO REVOLUCIONARIO
Y una de esas innovadoras soluciones son los nanotransportadores, diminutas partículas diseñadas para transportar fármacos al cerebro de manera eficiente. Estas estructuras presentan la capacidad de poder atravesar la barrera mediante transportadores específicos o la encapsulación de moléculas en nanopartículas que liberan al fármaco de forma controlada.
Uno de los enfoques más innovadores en este campo es el uso de microARNs (miRNAs) como agentes terapéuticos, ya que estas pequeñas secuencias de ARN pueden modular la expresión de genes implicados en diversas funciones cerebrales. Se ha demostrado que los miRNAs influyen en procesos biológicos esenciales, como la neurogénesis o la plasticidad sináptica, lo que los convierte en herramientas prometedoras para el tratamiento de enfermedades cerebrales. No obstante, un desafío clave es desarrollar estrategias eficaces para su entrega en el sistema nervioso.
NANOBRAIN, UN SALTO HACIA EL FUTURO DE LAS ENFERMEDADES CEREBRALES
Y aquí justo, con el objetivo de superar esos retos, surge el proyecto Nanobrain. Se trata de una iniciativa liderada por investigadores del Instituto de Investigación Sanitaria Galicia Sur (IISGS), con la participación de la Universidad de Vigo (UVigo), la Universidad de Cantabria (UC) y el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), como parte del Plan Complementario de Biotecnología Aplicada a la Salud en Galicia.
Nanobrain es un proyecto centrado en el desarrollo de un nanotransportador de dióxido de silicio (SiO2) de doble capa, diseñado para poder atravesar sin problema la BBB y liberar dos tipos de miRNAs de manera secuencial. De forma general, la idea global del proyecto es lograr una modulación precisa del sistema nervioso central, permitiendo de esa forma intervenciones terapéuticas que puedan mejorar significativamente el tratamiento de las enfermedades neurológicas.
HACIA LA PRECISIÓN Y LA EFICACIA
El desarrollo de Nanobrain se realiza en varias fases, las cuales se estructuran para garantizar su eficacia y seguridad. En la primera fase, se seleccionan los miRNAs candidatos mediante bases de datos de exosomas y análisis genómicos. Estos miRNAs se prueban en modelos celulares para confirmar su potencial terapéutico. En la segunda fase, se diseña el nanotransportador optimizando las nanopartículas de SiO2 para que atraviesen la BBB y liberen los miRNAs eficientemente.
La tercera fase implica pruebas in vitro para evaluar la capacidad de los nanotransportadores de cruzar la BBB y liberar su carga en células neuronales. En la cuarta fase, se valida en modelos animales, analizando su biodistribución, capacidad para atravesar la BBB y eficacia terapéutica. Si los resultados son positivos, se iniciarán los ensayos clínicos en humanos para evaluar su seguridad y eficacia en enfermedades como Alzheimer y Parkinson.
El éxito de Nanobrain podría revolucionar el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas. Al ofrecer una forma eficaz de administrar terapias génicas directamente al cerebro, este proyecto podría mejorar significativamente las opciones terapéuticas para trastornos cerebrales. Con cada avance en nanotecnología y biomedicina, nos acercamos a un futuro en el que las enfermedades cerebrales, que hoy carecen de cura, puedan ser tratadas con precisión y eficacia.
