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El potencial de la espuma de monóxido de carbono para combatir la colitis

El monóxido de carbono es más conocido como un gas potencialmente mortal pero en pequeñas dosis también tiene cualidades beneficiosas.

El monóxido de carbono es más conocido como un gas potencialmente mortal pero en pequeñas dosis también tiene cualidades beneficiosas, ya que se ha demostrado que reduce la inflamación y puede ayudar a estimular la regeneración de los tejidos. Ahora, un equipo de investigadores dirigido por el Instituto Tecnológico de Massachusetts ...

El monóxido de carbono es más conocido como un gas potencialmente mortal pero en pequeñas dosis también tiene cualidades beneficiosas, ya que se ha demostrado que reduce la inflamación y puede ayudar a estimular la regeneración de los tejidos.

Ahora, un equipo de investigadores dirigido por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), el Brigham and Women´s Hospital, la Universidad de Iowa y el Beth Israel Deaconess Medical Center, en Estados Unidos, ha ideado una novedosa forma de administrar monóxido de carbono al organismo evitando sus efectos potencialmente peligrosos.

Inspirándose en las técnicas utilizadas en la gastronomía molecular, han conseguido incorporar el monóxido de carbono en espumas estables que pueden llegar al tracto digestivo, según publican en la revista ´Science Translational Medicine´.

En un estudio con ratones, los investigadores demostraron que estas espumas reducían la inflamación del colon y ayudaban a revertir la insuficiencia hepática aguda causada por una sobredosis de paracetamol. La nueva técnica podría utilizarse también para administrar otros gases terapéuticos, afirman los investigadores.

"La capacidad de administrar un gas abre nuevas oportunidades en cuanto a la forma de pensar en la terapéutica. Por lo general, no pensamos en un gas como una terapia que se tomaría por vía oral (o que podría administrarse por vía rectal), así que esto ofrece una nueva y emocionante manera de pensar en cómo podemos ayudar a los pacientes", resalta Giovanni Traverso, profesor asistente de desarrollo de carrera Karl van Tassel de Ingeniería Mecánica en el MIT y gastroenterólogo en el Hospital Brigham and Women´s.

Desde finales de la década de 1990, Leo Otterbein, profesor de cirugía de la Facultad de Medicina de Harvard y del Centro Médico Beth Israel Deaconess y autor principal, ha estudiado los efectos terapéuticos de dosis bajas de monóxido de carbono.

Se ha demostrado que este gas tiene efectos beneficiosos en la prevención del rechazo de órganos trasplantados, la reducción del crecimiento de tumores y la modulación de la inflamación y las lesiones tisulares agudas.

Cuando se inhala en concentraciones elevadas, se une a la hemoglobina de la sangre e impide que el cuerpo obtenga suficiente oxígeno, lo que puede provocar efectos graves para la salud e incluso la muerte. Sin embargo, en dosis más bajas, tiene efectos beneficiosos como la reducción de la inflamación y el fomento de la regeneración de los tejidos, afirma Otterbein.

"Hace años que sabemos que el monóxido de carbono puede ejercer efectos beneficiosos en todo tipo de patologías, cuando se administra como gas inhalado --reconoce--. Sin embargo, ha sido un reto utilizarlo en la clínica, por una serie de razones relacionadas con la administración segura y reproducible, y las preocupaciones de los trabajadores sanitarios, lo que ha llevado a la gente a querer encontrar otras formas de administrarlo".

Hace unos años, Traverso y Otterbein fueron presentados por Christoph Steiger, antiguo postdoc del MIT y autor del nuevo estudio. El laboratorio de Traverso se especializa en el desarrollo de nuevos métodos de administración de fármacos en el tracto gastrointestinal. Para afrontar el reto de administrar un gas, se les ocurrió la idea de incorporar el gas a una espuma, del mismo modo que los cocineros utilizan el dióxido de carbono para crear espumas con frutas, verduras u otros sabores.

Las espumas culinarias suelen crearse añadiendo un agente espesante o gelificante a un líquido o un sólido que se ha hecho puré, y luego se bate para incorporar aire o se utiliza un sifón especializado que inyecta gases como el dióxido de carbono o el aire comprimido.

El equipo del MIT creó un sifón modificado que podía acoplarse a cualquier tipo de bombona de gas, lo que les permitió incorporar monóxido de carbono a su espuma. Para crear las espumas, utilizaron aditivos alimentarios como alginato, metilcelulosa y maltodextrina. También se añadió goma xantana para estabilizar las espumas. Variando la cantidad de goma xantana, los investigadores podían controlar el tiempo que tardaba en liberarse el gas una vez administradas las espumas.

Tras demostrar que podían controlar el momento de la liberación del gas en el cuerpo, los investigadores decidieron probar las espumas para algunas aplicaciones diferentes. En primer lugar, estudiaron dos tipos de aplicaciones tópicas, análogas a la aplicación de una crema para calmar el picor o las zonas inflamadas.

En un estudio con ratones, descubrieron que la aplicación de la espuma por vía rectal reducía la inflamación causada por la colitis o la proctitis inducida por la radiación (inflamación del recto que puede ser causada por el tratamiento de radiación para el cáncer de cuello uterino o de próstata).

Los tratamientos actuales para la colitis y otras afecciones inflamatorias como la enfermedad de Crohn suelen incluir fármacos que suprimen el sistema inmunitario, lo que puede hacer que los pacientes sean más susceptibles a las infecciones.

Según los investigadores, el tratamiento de estas afecciones con una espuma que puede aplicarse directamente al tejido inflamado ofrece una posible alternativa, o enfoque complementario, a esos tratamientos inmunosupresores. Aunque en este estudio las espumas se administraron por vía rectal, también podría ser posible administrarlas por vía oral, dicen los investigadores.

"Las espumas son muy fáciles de usar, lo que ayudará a trasladarlas a la atención de los pacientes", añade Byrne.

A continuación, los investigadores se propusieron investigar las posibles aplicaciones sistémicas, en las que el monóxido de carbono podría administrarse a órganos remotos, como el hígado, debido a su capacidad de difusión desde el tracto gastrointestinal a otras partes del cuerpo.

Para este estudio, utilizaron un modelo de ratón de sobredosis de paracetamol, que provoca graves daños en el hígado. Comprobaron que el gas administrado en el tracto gastrointestinal inferior era capaz de llegar al hígado y reducir en gran medida la inflamación y el daño tisular observados en él.

En estos experimentos, los investigadores no encontraron ningún efecto adverso tras la administración de monóxido de carbono. Estudios anteriores en humanos han demostrado que se pueden inhalar pequeñas cantidades de monóxido de carbono de forma segura.

Un individuo sano tiene una concentración de monóxido de carbono de aproximadamente el 1 por ciento en el torrente sanguíneo, y los estudios realizados en voluntarios humanos han demostrado que se pueden tolerar niveles de hasta el 14 por ciento sin efectos adversos.

"Creemos que con la espuma utilizada en este estudio, ni siquiera nos acercamos a los niveles que nos preocuparían --dice Otterbein--. Lo que hemos aprendido de los ensayos con gas inhalado ha allanado el camino para decir que es seguro, siempre y cuando se sepa y se pueda controlar la cantidad que se está administrando, al igual que cualquier medicamento. Ese es otro aspecto positivo de este enfoque: podemos controlar la dosis exacta", asegura.

En este estudio, los investigadores también crearon geles que contienen monóxido de carbono, así como sólidos llenos de gas, utilizando técnicas similares a las utilizadas para fabricar los caramelos duros que contienen burbujas de dióxido de carbono a presión. Tienen previsto probarlos en otros estudios, además de desarrollar las espumas para posibles pruebas en pacientes humanos.

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