Cada año, más de medio millón de estadounidenses visitan las urgencias por problemas de cálculos renales. En la mayoría de los casos, los cálculos acaban saliendo del cuerpo por sí solos, pero el proceso puede ser insoportablemente doloroso.

Investigadores del MIT y del Hospital General de Massachusetts han ideado ahora un posible tratamiento que podría hacer que la expulsión de los cálculos renales sea más rápida y menos dolorosa. Han identificado una combinación de dos fármacos que relajan las paredes del uréter -el conducto que conecta los riñones con la vejiga- y que pueden administrarse directamente en el uréter con un instrumento similar a un catéter.

La relajación del uréter podría ayudar a que los cálculos se desplacen por el conducto con mayor facilidad, dicen los investigadores.

«Creemos que esto podría tener un impacto significativo en la enfermedad de los cálculos renales, que afecta a millones de personas», afirma Michael Cima, profesor de ingeniería David H. Koch en el Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería del MIT, miembro del Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer del MIT, y autor principal del estudio.

Este tipo de tratamiento también podría facilitar y hacer menos dolorosa la inserción de stents en el uréter, que a veces se realiza tras la expulsión de un cálculo renal, para evitar que el tubo se bloquee o colapse.

Christopher Lee, recién doctorado en la División de Ciencias de la Salud y Tecnología de Harvard-MIT, es el autor principal del estudio, que aparece hoy en Nature Biomedical Engineering.

La administración local de fármacos

Los cálculos renales están formados por cristales duros que se acumulan en los riñones cuando hay demasiados residuos sólidos en la orina y no hay suficiente líquido para lavarlos. Se calcula que aproximadamente una de cada 10 personas tendrá un cálculo renal en algún momento de su vida.

Hace varios años, Cima y Brian Eisner, que codirige el Programa de Cálculos Renales del MGH y también es autor del artículo, empezaron a pensar en formas de mejorar el tratamiento de los cálculos renales. Aunque algunos cálculos de gran tamaño requieren una intervención quirúrgica, el plan de tratamiento habitual consiste simplemente en esperar a que los cálculos desaparezcan, lo que lleva una media de 10 días. A los pacientes se les administran analgésicos y un medicamento oral para relajar el uréter, pero los estudios han ofrecido pruebas contradictorias sobre si este medicamento realmente ayuda. (No existen terapias orales aprobadas por la FDA para los cálculos renales y la dilatación ureteral.)

Cima y Eisner pensaron que la administración de un relajante muscular directamente en el uréter podría ofrecer una alternativa mejor. La mayor parte del dolor que produce la expulsión de un cálculo renal surge de los calambres y la inflamación en el uréter a medida que los cálculos pasan por el estrecho tubo, por lo que relajar los músculos que rodean el tubo podría ayudar a facilitar este paso.

Por aquel entonces, Lee, que era un nuevo estudiante del programa de Ciencias de la Salud y Tecnología del MIT, se reunió con Cima para hablar de posibles proyectos de tesis y se interesó en buscar un tratamiento para los cálculos renales.

Si se observa cómo se tratan los cálculos renales hoy en día, no ha cambiado realmente desde aproximadamente 1980, y hay una cantidad bastante importante de pruebas de que los medicamentos administrados no funcionan muy bien. El volumen de personas a las que esto podría ayudar es realmente emocionante»

Christopher Lee, autor principal del estudio

Los investigadores se propusieron primero identificar los fármacos que podrían funcionar bien cuando se administran directamente en el uréter. Seleccionaron 18 fármacos utilizados para tratar enfermedades como la hipertensión arterial o el glaucoma y los expusieron a células ureterales humanas cultivadas en una placa de laboratorio, donde pudieron medir en qué medida los fármacos relajaban las células del músculo liso. Se planteó la hipótesis de que si se administraban dichos fármacos directamente en el uréter, se podría conseguir un efecto de relajación mucho mayor que administrando dichos fármacos por vía oral, a la vez que se minimizaban los posibles daños en el resto del organismo.

«Encontramos varios fármacos que tenían el efecto que esperábamos, y en todos los casos descubrimos que las concentraciones necesarias para ser eficaces eran más de las que serían seguras si se administraran por vía sistémica», afirma Cima.

A continuación, los investigadores utilizaron un intenso procesamiento computacional para analizar individualmente las respuestas de relajación de casi mil millones de células tras la exposición al fármaco. Identificaron dos fármacos que funcionaban especialmente bien, y descubrieron que funcionaban aún mejor cuando se administraban juntos. Uno de ellos es el nifedipino, un bloqueador de los canales de calcio utilizado para tratar la hipertensión arterial, y el otro es un tipo de fármaco conocido como inhibidor de ROCK (rho quinasa), que se utiliza para tratar el glaucoma.

Los investigadores probaron varias dosis de esta combinación de fármacos en uréteres extraídos de cerdos, y demostraron que podían reducir drásticamente la frecuencia y duración de las contracciones del uréter. Las pruebas en cerdos vivos también demostraron que el tratamiento casi eliminaba las contracciones ureterales.

Para estos experimentos, los investigadores administraron los fármacos mediante un cistoscopio, que es muy similar a un catéter pero tiene un pequeño canal de fibra óptica que puede conectarse a una cámara u objetivo. Comprobaron que con este tipo de administración, los fármacos no eran detectables en el torrente sanguíneo de los animales, lo que sugiere que los fármacos permanecieron en el revestimiento del uréter y no fueron a otra parte del cuerpo, lo que disminuiría el riesgo de posibles efectos secundarios.

Relajación ureteral

Se necesitan más estudios para determinar cuánto dura el efecto relajante del músculo y cuánta relajación sería necesaria para acelerar el paso de los cálculos, dicen los investigadores. Ahora están poniendo en marcha una empresa emergente, Fluidity Medicine, para seguir desarrollando la tecnología con vistas a posibles pruebas en pacientes humanos.

Además de para tratar los cálculos renales, este método también podría ser útil para relajar el uréter y ayudar a los médicos a insertar un stent ureteral. También podría ayudar a la hora de colocar cualquier otro tipo de instrumento, como un endoscopio, en el uréter.

«La plataforma empareja la administración de fármacos al uréter. Estamos ansiosos por dirigirnos primero a la relajación muscular, y como ramificaciones de eso, tenemos cálculos renales, stents ureterales y cirugía endoscópica», dice Lee. «Tenemos un montón de otras indicaciones urológicas que pasarían por diferentes vías de desarrollo, pero todas pueden ser alcanzadas y todas tienen poblaciones de pacientes significativas».