Desarrollaron un mapa que revela cómo se distribuyen los anticuerpos en el cerebro: para qué sirve

Un equipo de la Universidad de Buffalo desarrolló un mapa capaz de mostrar que dos anticuerpos administrados en el cerebro de ratones no llegaron por igual a todas sus regiones. La herramienta reúne en una misma imagen el recorrido de un medicamento y la ubicación de miles de proteínas del tejido, un dato que puede ayudar a estudiar por qué un tratamiento alcanza mejor unas zonas que otras.

Cuando un fármaco se distribuye de manera desigual, algunas áreas pueden recibir una cantidad menor de la necesaria para que produzca el efecto esperado. Hasta ahora, las técnicas disponibles permitían examinar porciones muy pequeñas de tejido con gran detalle, pero resultaba difícil observar una sección completa sin perder de vista el lugar exacto del que provenía cada muestra. Esa limitación complicaba el estudio conjunto del recorrido de un medicamento y de las características de cada región.

Un estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences puso a prueba el método en cerebros de ratón y midió más de 6.000 proteínas. El trabajo no evaluó una terapia ni demuestra beneficios en personas. Su aporte consiste en ofrecer una forma de investigar cómo penetran los medicamentos dentro de un órgano antes de decidir si conviene avanzar hacia ensayos clínicos, que suelen ser largos y costosos.

En términos sencillos, la herramienta funciona como un plano: permite comprobar si un medicamento aparece en las zonas donde debería actuar y comparar esos lugares con las proteínas que ya estaban allí. Así, ayuda a detectar si un tratamiento llega de manera desigual a distintas partes de un tejido y a estudiar qué características comparten esas áreas.

Los anticuerpos se acumularon cerca de los ventrículos cerebrales

Para el experimento, los investigadores administraron a ratones dos anticuerpos monoclonales, fármacos compuestos por proteínas y diseñados para reconocer objetivos específicos del organismo. Los aplicaron en los ventrículos cerebrales, cavidades por las que circula el líquido cefalorraquídeo. Esta vía evita la barrera hematoencefálica, una capa de protección que dificulta el paso de muchas sustancias desde la sangre hasta el cerebro.

Una hora después de la administración intracerebroventricular, los mapas mostraron que ambos anticuerpos se concentraban sobre todo en las zonas cercanas a los ventrículos. Su concentración disminuía hacia el tejido cerebral más alejado de esas cavidades.

Según se detalla en el estudio, las distribuciones de los dos medicamentos fueron muy similares entre sí, con una correlación de 0,93. Ese valor expresa el grado de semejanza entre dos patrones, no demuestra que uno sea la causa del otro.

El equipo también comparó la distribución de los anticuerpos con la de las proteínas presentes en el cerebro; 99 proteínas mostraron un patrón espacial similar al de los fármacos y 50 exhibieron un patrón inverso. El resultado no prueba que esas moléculas faciliten o bloqueen la entrada de los tratamientos. Los autores lo presentan como una relación que deberá ponerse a prueba en nuevos experimentos y en distintos momentos posteriores a la administración.

Una estructura con celdas hexagonales conserva la ubicación de cada fragmento

La técnica recibe el nombre de hex-MASP, una sigla que alude a un sistema de análisis espacial de proteínas asistido por una estructura microscópica. Utiliza una pieza impresa en tres dimensiones con pequeñas celdas hexagonales.

Al presionarla sobre un corte de tejido, lo separa en cientos de fragmentos y conserva el registro del punto del que procede cada uno. Después, esa información permite reconstruir la posición de las proteínas detectadas en cada porción.

Para identificarlas, el grupo utilizó espectrometría de masas, un método que permite reconocer sustancias a partir de su masa. Con los resultados de todos los fragmentos, el sistema crea un mapa para cada proteína. Los autores informaron una resolución de entre 100 y 180 micrómetros, una escala que permitió distinguir diferencias entre áreas del cerebro de ratón que el modelo anterior no mostraba con la misma definición.

La estructura hexagonal reemplazó a los compartimentos cuadrados que empleaba la versión inicial. De acuerdo con el paper, el nuevo diseño resiste mejor la presión y evita deformaciones al trabajar con tejidos más firmes, como el corazón o el riñón. El método separó por completo las secciones de cerebro, riñón, bazo y corazón examinadas en ratones, sin perder la referencia espacial de cada microfragmento.

El método busca mostrar en qué zonas de un órgano llega un medicamento

El avance permite responder dos preguntas a la vez: dónde llega un fármaco y qué proteínas predominan en las regiones donde aparece. Esa combinación puede resultar útil en las primeras etapas del desarrollo de medicamentos, cuando se intenta determinar si una sustancia llega a las áreas previstas o si su presencia es limitada en alguna parte del tejido.

“Cada mapa de proteínas cuenta una parte de la historia”, afirmó Jun Qu, profesor de Ciencias Farmacéuticas de la Escuela de Farmacia y Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de Buffalo, según el comunicado de prensa de la institución. “Ver miles de mapas juntos nos permite explorar cómo las enfermedades y los tratamientos transforman el paisaje biológico de un tejido y descubrir patrones que no sabíamos que debíamos buscar”.

El equipo prevé aplicar hex-MASP a otros tejidos, enfermedades y tipos de medicamentos. Entre sus líneas de investigación figura el Alzheimer, para el que buscan posibles objetivos terapéuticos. Aun así, esta investigación se limitó a ratones, examinó la distribución temprana de anticuerpos y no probó tratamientos contra Alzheimer.

Los autores planean realizar estudios posteriores para comprobar los mecanismos vinculados con la penetración de los fármacos y ampliar el uso de la plataforma.