Por Anne Trafton
En un avance que podría ayudar a garantizar que las personas tomen sus medicamentos a tiempo, los ingenieros del MIT han diseñado una píldora que puede informar cuándo ha sido ingerida.
El nuevo sistema de notificación, que puede incorporarse a las cápsulas de pastillas existentes, contiene una antena de radiofrecuencia biodegradable. Tras enviar la señal de que la pastilla se ha consumido, la mayoría de los componentes se descomponen en el estómago mientras un pequeño chip de radiofrecuencia sale del cuerpo a través del tracto digestivo.
Este tipo de sistema podría ser útil para monitorear a pacientes trasplantados que necesitan tomar medicamentos inmunosupresores, o a personas con infecciones como VIH o tuberculosis, que necesitan tratamiento durante un período prolongado de tiempo, dicen los investigadores.
Giovanni Traverso, profesor asociado de ingeniería mecánica en el MIT, gastroenterólogo en el Brigham and Women’s Hospital y miembro asociado del Broad Institute del MIT y Harvard, es el autor principal del nuevo estudio, publicado hoy en Nature Communications. Mehmet Girayhan Say, investigador del MIT, y Sean You, exinvestigador posdoctoral del MIT, son los autores principales del artículo.
Una pastilla que comunica
El hecho de que los pacientes no tomen sus medicamentos según lo prescrito es un problema importante que contribuye a cientos de miles de muertes evitables y a miles de millones de dólares en costos de atención médica anualmente.
Para facilitar la toma de medicamentos, el laboratorio de Traverso ha desarrollado cápsulas que pueden permanecer en el tracto digestivo durante días o semanas, liberando dosis en momentos predeterminados. Sin embargo, este método podría no ser compatible con todos los medicamentos.
En su nuevo estudio, los investigadores se centraron en una estrategia que permitiría a los médicos supervisar con mayor precisión si los pacientes toman sus medicamentos. Mediante radiofrecuencia —un tipo de señal fácilmente detectable desde el exterior del cuerpo y segura para los humanos—, diseñaron una cápsula que puede comunicarse después de que el paciente la haya ingerido.
Ha habido esfuerzos previos para desarrollar dispositivos de señalización basados en RF para cápsulas de medicamentos, pero todos ellos estaban hechos de componentes que no se descomponen fácilmente en el cuerpo y tendrían que viajar a través del sistema digestivo.
Para minimizar el riesgo de obstrucción del tracto gastrointestinal, el equipo del MIT decidió crear un sistema de radiofrecuencia biorreabsorbible, es decir, que el cuerpo puede descomponerlo y absorberlo. La antena que emite la señal de radiofrecuencia está hecha de zinc y está incrustada en una partícula de celulosa.
La antena de zinc-celulosa se enrolla y se coloca dentro de una cápsula junto con el fármaco que se va a administrar. La capa exterior de la cápsula está hecha de gelatina recubierta con una capa de celulosa y molibdeno o tungsteno, lo que impide la emisión de cualquier señal de radiofrecuencia.
Una vez ingerida la cápsula, el recubrimiento se rompe, liberando el fármaco junto con la antena de RF. Esta antena capta una señal de RF enviada desde un receptor externo y, mediante un pequeño chip de RF, envía una señal para confirmar la ingestión de la cápsula. Esta comunicación se produce en un plazo de 10 minutos tras la ingestión de la pastilla.
El chip de radiofrecuencia, de aproximadamente 400 x 400 micrómetros, es un chip comercial que no es biodegradable y que debería excretarse por el tracto digestivo. Todos los demás componentes se descompondrían en el estómago en una semana.
Promover la adherencia
Las pruebas en un modelo animal demostraron que la señal de radiofrecuencia se transmitía con éxito desde el interior del estómago y podía ser leída por un receptor externo a una distancia de hasta 60 cm. Si se desarrolla para su uso en humanos, los investigadores prevén diseñar un dispositivo portátil que pueda recibir la señal y transmitirla al equipo médico del paciente.
Los investigadores planean ahora realizar más estudios preclínicos y esperan probar pronto el sistema en humanos. Un grupo de pacientes que podría beneficiarse enormemente de este tipo de monitorización son las personas que han recibido recientemente un trasplante de órgano y necesitan tomar inmunosupresores para evitar que su organismo rechace el nuevo órgano.
Otras poblaciones que podrían beneficiarse incluyen a las personas a las que recientemente se les ha insertado un stent y necesitan tomar medicamentos para ayudar a prevenir el bloqueo del stent, personas con enfermedades infecciosas crónicas como la tuberculosis y personas con trastornos neuropsiquiátricos cuyas condiciones pueden afectar su capacidad para tomar sus medicamentos.
