Esta píldora podría protegernos de la radiación tras una fusión nuclear
Han comenzado los ensayos clínicos de un prometedor fármaco diseñado para eliminar partículas radiactivas del organismo. He aquí cómo funciona.
Una máscara antigás cuelga en la Escuela Primaria nº 3 de Pripyat, Ucrania. Toda la ciudad de Pripyat fue evacuada al día siguiente de la fusión de la central nuclear de Chernóbil.
Cuando las fuerzas rusas ocuparon la central nuclear de Zaporiyia (ZNPP), en Ucrania, hace más de un año, cada bando acusó al otro de imprudencia y sabotaje que podría dañar la planta y provocar un accidente nuclear. Ahora, tras tres décadas de investigación y desarrollo, los científicos están probando una píldora que podría ayudar a eliminar las partículas radiactivas de los cuerpos de las víctimas expuestas si se produjera un incidente de este tipo.
La amenaza de la contaminación nuclear, ya sea por una guerra o por un accidente en una central nuclear, siempre ha estado presente en el imaginario popular. La tristemente célebre fusión del reactor de la central nuclear de Chernóbil en 1986 provocó 28 muertes por envenenamiento agudo por radiación, 350 000 evacuaciones y miles de casos de cáncer de tiroides. Y aunque el peor accidente nuclear ocurrido en Estados Unidos (Three Mile Island, en Pensilvania) no provocó un repunte similar de los casos de cáncer, la seguridad de las 53 centrales nucleares del país sigue siendo motivo de preocupación, sobre todo después de los atentados terroristas del 11 de septiembre.
Poco después, el Gobierno de EE.UU. hizo un gran esfuerzo por financiar la investigación para desarrollar nuevas contramedidas médicas contra las amenazas nucleares, explica Rebecca Abergel, química inorgánica con cargos conjuntos en la Universidad de California en Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (ambos en Estados Unidos). Ahora, Abergel y sus colaboradores del instituto de investigación californiano SRI International han iniciado los ensayos clínicos de un prometedor fármaco surgido de esa iniciativa, el HOPO 14-1, que actúa contra contaminantes radiactivos como el uranio y el plutonio.
Los ensayos de fase 1 probarán la seguridad del HOPO 14-1 en una pequeña población de seres humanos sanos.
Las distintas formas de radiación
Todos estamos expuestos a las radiaciones ionizantes (término general que designa las radiaciones capaces de desprender electrones de átomos y moléculas) porque todo el universo está bañado por ellas.
Cuando un átomo inestable se desintegra, libera energía a través de la radiación. Esta radiación puede ser de varios tipos, cada uno con sus propias características. Los rayos gamma, por ejemplo, son ondas electromagnéticas que pueden penetrar profundamente en el cuerpo y se utilizan a menudo en contextos médicos como el diagnóstico por imagen o la terapia del cáncer. La radiación alfa, por su parte, procede de partículas energéticas con carga positiva expulsadas del núcleo de un átomo. Nuestra piel puede detener estas partículas en su camino, pero cuando las sustancias que emiten radiación alfa (como el plutonio) entran en nuestro cuerpo, irradian continuamente el tejido circundante, se filtran en nuestros huesos y destruyen las células inmunitarias de la médula ósea, poniéndonos en riesgo de infección, cáncer y muerte.
Las bombas sucias, por ejemplo, dispersan material radiactivo (como cesio o uranio) que podríamos inhalar o que podría infiltrarse en heridas penetrantes, mientras que las fusiones de reactores nucleares pueden contaminar el agua y el aire con yodo y cesio radiactivos.
Sin embargo, la cantidad de radiación que nos perjudica depende de la dosis y del tiempo de exposición. Una tomografía computarizada (TC) médica supone una exposición de unos 10 mSv, mientras que las personas que trabajan regularmente con radiaciones deben respetar un límite de seguridad de 50 mSv al año. Una explosión de radiación ionizante de 4000 mSv en una sola exposición suele ser mortal, ya que rompe los enlaces de nuestro ADN y provoca fallos orgánicos generalizados.
Pero la vía de administración es importante. Podemos esquivar o protegernos de las fuentes externas de radiación, como las máquinas de rayos X. Sin embargo, la contaminación interna debe evitarse para detener sus efectos nocivos.
Tratamientos de la intoxicación por radiación
Durante décadas, las opciones en caso de envenenamiento por radiación eran limitadas. Por ejemplo, la intoxicación por actínidos (los metales radiactivos de tierras raras que suelen utilizarse en armas atómicas y centrales nucleares) sólo podía tratarse con una sustancia química llamada pentaacetato de dietilentriamina (DPTA). Aprobado por la FDA en la década de 1960, el DPTA es un quelante, es decir, una molécula que atrapa los metales tóxicos y los transporta a los riñones, donde salen del organismo a través de la orina.
Pero el DPTA venía con serias advertencias. Sólo funciona con tres actínidos: plutonio, americio y curio. Y el compuesto tenía que administrarse rápidamente, en las 24 horas siguientes a la exposición, o el fármaco perdería mucha eficacia al alojarse los contaminantes radiactivos en los tejidos y órganos del cuerpo. Además, la DPTA tenía que ser administrada por vía intravenosa por un profesional médico, lo que la hacía poco práctica para su despliegue en escenarios de siniestros masivos. Pero lo más preocupante es la tendencia de la DPTA a absorber también minerales esenciales que nuestro cuerpo necesita, como el calcio y el zinc.
"El uso prolongado puede dañar gravemente el equilibrio mineral del organismo", afirma Julian Rees, cofundador de HOPO Therapeutics, una empresa que investiga las aplicaciones comerciales de HOPO 14-1 y antiguo becario de Abergel en el LBNL.
Inspirados por químicos microscópicos
Para crear un mejor quelante de estas sustancias radiactivas, los científicos se fijaron en la naturaleza, concretamente en las bacterias y en cómo transportan el hierro.
El hierro es un nutriente esencial para muchos organismos. Por eso, las bacterias han desarrollado quelantes exquisitamente específicos para captarlo. "Durante la invasión de un sistema huésped, las bacterias envían moléculas llamadas sideróforos, que secuestran el hierro, forman complejos muy estables con él y lo devuelven a la célula bacteriana", explica Abergel, cofundador de HOPO Therapeutics.
Inspirados por estos químicos microbianos y aprovechando las similitudes químicas entre el hierro y los metales pesados, Kenneth Raymond y Patricia Durbin (asesores de posgrado de Abergel en la UC Berkeley) empezaron a diseñar quelantes para metales pesados hace tres décadas.
HOPO 14-1, el fármaco actualmente en fase de ensayo clínico, surgió como uno de los principales candidatos, con afinidad por el uranio, el neptunio, el plutonio, el americio y el curio. Algunos de estos metales son de gran tamaño, por lo que es necesario que el quelante "pueda envolverlos completamente", explica Abergel. Con cuatro "garras" moleculares y dos sitios de unión por garra, el HOPO 14-1 puede agarrar un metal radiactivo diana en ocho lugares, sujetándolo firmemente, y enviarlo al intestino para su eliminación en las heces.
Al mismo tiempo, el fármaco no parece capturar calcio ni otras moléculas fisiológicamente importantes, lo que lo hace menos tóxico que el DPTA. Incluso con una dosis 100 veces superior a la normal de HOPO 14-1, las células humanas cultivadas en una placa siguen funcionando y parecen normales.
A diferencia del DPTA, sigue siendo eficaz cuando se administra hasta 48 horas antes o siete días después de la exposición a la radiación. Ampliar esta ventana es importante porque, a menudo, "después de accidentes industriales, puede pasar algún tiempo antes de que lleguemos a los pacientes", dice David Cassatt, un biólogo de la radiación con el Programa de Radiación y Contramedidas Nucleares en el Instituto Nacional de Alergia y Enfermedades Infecciosas (NIAID) en Maryland (Estados Unidos).
Pero a Sascha Goonewardena, cardiólogo de la Universidad de Michigan (Estados Unidos) y médico investigador del ensayo clínico de fase I, quizá lo que más le entusiasme sea que HOPO 14-1 se presente en forma de píldora. "Es una solución más fácil y práctica que otras que existen actualmente", afirma Goodnewardena. Las pastillas podrían lanzarse desde el aire en zonas contaminadas, por ejemplo, para que la gente pudiera autoadministrarse el fármaco sin exponer innecesariamente a la radiación al personal de primeros auxilios.
Abergel señala, sin embargo, que el HOPO 14-1 no podría tratar a las víctimas de una detonación nuclear como la de Hiroshima, que estarían sometidas a irradiación externa. Pero seguiría siendo útil para aquellos que, aunque estén lo suficientemente lejos como para evitar la explosión inicial, se encuentren dentro del radio de la lluvia radioactiva.
Una píldora para metales radiactivos y otros tóxicos
"Es muy gratificante" estar en la fase de pruebas clínicas, afirma Polly Chang, bióloga radióloga del SRI International y colaboradora habitual de Abergel. Pero el trabajo de preparación para llegar a este punto abarca décadas e instituciones que van desde laboratorios universitarios a institutos de investigación sin ánimo de lucro y organismos financiados por el Gobierno.
HOPO 14-1 es una pieza fundamental del rompecabezas nuclear, pero es una de las diversas estrategias que financia el NIAID, afirma Andrea DiCarlo-Cohen, directora del Programa de Contramedidas Radiológicas y Nucleares del NIAID. "Lo que nos preocupa como programa es mejorar la preparación médica del Gobierno estadounidense" en caso de accidente o ataque radiológico.
Mientras tanto, Rees y Abergel están estudiando otros usos del HOPO 14-1, como quelante de metales no radiactivos, pero no tóxicos, como el plomo y el cadmio. Con un tercio de los niños del mundo afectados por el envenenamiento por plomo, Rees ve el problema como "una enorme necesidad no cubierta".
Otra posible aplicación del HOPO 14-1 es la eliminación del gadolinio, un componente del medio de contraste utilizado en las resonancias magnéticas. Aunque antes se consideraba inofensivo, los investigadores han descubierto que el gadolinio puede vivir en los huesos, el cerebro y otros órganos, pudiendo causar dolores, pérdida de memoria y otras dolencias crónicas. Las pruebas realizadas en ratones sugieren que el HOPO 14-1, administrado justo antes o después de una resonancia magnética, puede impedir que hasta el 96% del gadolinio se deposite en los órganos.
Según DiCarlo-Cohen, son estos usos más cotidianos del HOPO 14-1 los que garantizarán que Estados Unidos disponga de reservas suficientes cuando las necesite. Por ejemplo, si la extracción de gadolinio se convierte en una práctica clínica habitual, los hospitales tendrán HOPO 14-1 a mano y disponible (por si acaso).
Para Ryan Marino, médico de urgencias y toxicólogo del Centro Médico de los Hospitales Universitarios de Cleveland (Estados Unidos), la llegada de HOPO 14-1 al mercado debería ser inmediata.
"Una de las preocupaciones que he tenido es que no siempre hay tratamientos disponibles, o pueden ser difíciles de obtener", dice Marino, que no participó en la investigación sobre el HOPO 14-1. "Así que esta molécula podría cambiar las reglas del juego".
Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.
