Desarrollan un parche capaz de detectar fentanilo en el organismo y revertir una sobredosis de opioides

Un equipo de investigadores ha desarrollado un parche inteligente de microagujas capaz de detectar la presencia de fentanilo en el organismo y responder de forma automática liberando naloxona, el fármaco utilizado para revertir las sobredosis de opioides. La tecnología, bautizada como iNal, podría abrir una nueva vía en la lucha contra las muertes por sobredosis al actuar sin necesidad de que otra persona intervenga para administrar el antídoto.

El dispositivo ha sido diseñado por investigadores del Departamento de Ingeniería de Sistemas Biológicos del Instituto Politécnico y Universidad Estatal de Virginia, en Estados Unidos. El proyecto ha estado dirigido por Wujin Sun, profesor asistente de esta especialidad, vinculado tanto a la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida como a la Facultad de Ingeniería. Los resultados del estudio han sido publicados en la revista Advanced Science.

«En una sobredosis convencional, normalmente dependemos de que haya otra persona cerca que pueda intervenir para salvarnos. Con este sistema, esa dependencia desaparece, porque la protección actúa de manera continua», ha explicado Sun.

El parche utiliza una matriz de 121 microagujas para alcanzar el líquido que se encuentra justo debajo de la piel. Al presionarlo sobre la piel, las agujas penetran lo suficiente como para acceder a dicho líquido, causando un daño mínimo a los tejidos.

En el interior del parche se encuentran nanopartículas de sílice porosa cargadas con naloxona, un medicamento que bloquea los efectos de los opioides. Las aberturas de estas nanopartículas están recubiertas con compuertas moleculares sensibles al fentanilo.

Cuando el fentanilo llega al parche, provoca la apertura de los poros, permitiendo la liberación de naloxona en el organismo. Mayores concentraciones de fentanilo desencadenan la liberación de una mayor cantidad de medicamento. Dado que solo se abren algunos de los poros durante cada respuesta, el parche retiene naloxona que puede liberarse en caso de una futura exposición al fentanilo.

«Uno de los mayores desafíos técnicos fue encontrar la combinación adecuada de biomateriales y tecnología de microagujas para lograr una liberación de fármacos fiable y controlada, manteniendo al mismo tiempo la resistencia mecánica, la biocompatibilidad y la capacidad de respuesta», ha señalado Penghui Zhao, primer autor del artículo.

Diseñado para dar respuesta en distintas ocasiones

La función de liberación repetida podría ser especialmente importante, ya que los efectos del fentanilo pueden durar más que los de la naloxona. Tras el efecto de la dosis inicial de naloxona, pueden reaparecer los síntomas de sobredosis. El parche está diseñado para responder de nuevo si los niveles de fentanilo siguen siendo elevados.

Sun describe el dispositivo como una herramienta para reducir daños, más que como un sustituto de los analgésicos u otros tratamientos médicos. Los opioides se recetan habitualmente para aliviar el dolor de forma legítima, y pueden producirse sobredosis accidentales cuando alguien se confunde y no sabe si ya ha tomado una dosis.

«Esperamos una concentración de opioides en el torrente sanguíneo porque se necesita alivio del dolor. Pero no queremos que sea demasiado alta. Diseñamos el sensor para monitorear la concentración de opioides y, una vez que alcanza un umbral, activa la liberación de un antagonista que puede prevenir una sobredosis», ha explicado Sun.

Nuevos resultados

Los investigadores probaron primero el parche en un laboratorio para determinar si el fentanilo activaría de forma fiable la liberación de naloxona. El sistema respondió en cuestión de minutos, liberó mayores cantidades de naloxona a medida que aumentaban las concentraciones de fentanilo y continuó liberando el medicamento durante un máximo de 24 horas.

Posteriormente, evaluaron el parche en ratones. El parche liberó más naloxona a medida que aumentaba la dosis de fentanilo y continuó respondiendo durante al menos tres exposiciones distintas al fentanilo.

«El momento más emocionante surgió de los estudios con animales. Ver cómo el parche respondía a la exposición al fentanilo y revertía eficazmente los efectos inducidos por los opioides nos demostró que la tecnología podría funcionar más allá del laboratorio», ha subrayado Zhao.

Los ratones tratados con el parche mostraron síntomas inducidos por opioides sustancialmente menores que los ratones expuestos al fentanilo sin él.

Los investigadores no encontraron indicios significativos de que el parche causara irritación u otros efectos nocivos. Sin embargo, se necesita más investigación para comprender su eficacia a largo plazo, su consistencia en diferentes tipos de piel y condiciones reales, y su respuesta precisa a distintos opioides.

Sun y Zhao han presentado una solicitud de patente relacionada con la tecnología. Sun está explorando ahora los próximos pasos para convertir el parche en un producto que eventualmente pueda utilizarse fuera del laboratorio.