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A finales del siglo xix, el bacteriólogo Paul Ehrlich (Premio Nobel de Medicina 1908) hizo un descubrimiento revolucionario mientras llevaba a cabo uno de sus famosos experimentos de tinción. Inyectó un tinte en el torrente sanguíneo de ratones que, sorprendentemente, tiñó todos los órganos a excepción del cerebro y la médula espinal. Lo que evitó que el tinte entrara en el cerebro fue una estructura que hoy en día conocemos como barrera hematoencefálica. Formada por una capa de capilares, esta barrera solo permite la entrada al cerebro de moléculas concretas de nuestra sangre.

A la vez que impide el paso de patógenos y toxinas nocivas, también bloquea la entrada de fármacos que podrían curar enfermedades cerebrales. De hecho, más del 98 % de fármacos candidatos no consiguen cruzarla. Para superarla, un equipo de investigadores del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) ha desarrollado “llaves” minúsculas que podrían abrir puntos de entrada en la barrera hametoencefálica para que entraran cargas terapéuticas. Con el apoyo de CaixaResearch, acaban de crear una spin-off llamada Gate2Brain. Están probando la capacidad de su tecnología para tratar el glioma difuso intrínseco de tronco (DIPG), un cáncer infantil duro e incurable. Si funcionara, pronto podría usarse para tratar y curar muchas otras enfermedades cerebrales. Hemos entrevistado a la directora ejecutiva de Gate2Brain, Meritxell Teixidó, para saber más sobre esta tecnología innovadora.

¿Por qué el cerebro está tan protegido en comparación con otros órganos?

El cerebro es probablemente el órgano más complejo y esencial, pero también el más vulnerable. Por eso nuestros organismos han desarrollado la barrera hematoencefálica para protegerlo. Pero esta barrera protectora también dificulta mucho tratar las enfermedades cerebrales.

¿Cómo ayudará Gate2Brain a los fármacos a cruzar la barrera hematoencefálica?

La barrera hematoencefálica es como un muro que evita que las toxinas de la sangre entren en el cerebro. Este muro tiene algunas puertas a través de las cuales entran nutrientes y se expulsan residuos. 

La tecnología Gate2Brain se basa en pequeñas moléculas conocidas como péptidos, que son capaces de cruzar la barrera mediante distintos mecanismos. Nuestro objetivo es fijar agentes terapéuticos a los péptidos para que actúen como llave, abran esas puertas y transporten fármacos a partes del cerebro a las que no podrían llegar solos. 

¿Por qué elegisteis los péptidos como llave para cruzar la barrera hematoencefálica?

Nos inspiramos en la naturaleza, especialmente en los animales venenosos. Los péptidos se encuentran en muchos venenos que tienen la capacidad de alcanzar el cerebro. Al estudiarlos, descubrimos qué parte era la responsable de esa capacidad y así desarrollamos nuestras “llaves”.

¿Quién se beneficiará de la tecnología Gate2Brain?

Aunque nos pueda sorprender, una de cada cuatro personas deberá ser tratada por una enfermedad cerebral en algún momento de su vida. Esto incluye enfermedades como el alzhéimer, el párkinson y la esquizofrenia, además de muchas enfermedades minoritarias y tumores cerebrales. Así que, de hecho, todas aquellas personas que podrían ser tratadas con un fármaco que no consigue cruzar la barrera hematoencefálica se beneficiarían de nuestra tecnología.

En estos momentos estamos probando esta tecnología en una enfermedad específica llamada glioma difuso intrínseco de tronco (DIPG), un cáncer minoritario e incurable que afecta a niños. En este caso, el agente quimioterapéutico necesita una ayuda para llegar al cerebro. 

¿Cómo ha ayudado CaixaResearch a vuestro proyecto?

CaixaResearch nos ha ayudado a dar el salto del laboratorio a la creación de la empresa, no solo en lo que se refiere a la financiación, sino también en formación y mentoría. Gracias a eso hemos lanzado una spin-off. A partir de ahora esperamos poder desarrollar nuestra tecnología para curar tanto a niños como a adultos que sufran distintas enfermedades cerebrales.

 

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A key to cure brain diseases

In the late 19th century, the bacteriologist Paul Ehrlich (Nobel Prize in Medicine 1908) made a revolutionary discovery while conducting one of his famous staining experiments. He injected a dye into the bloodstream of mice that surprisingly stained all organs except the brain and spinal cord. What prevented the dye from entering the brain was a structure now known as the blood-brain barrier. Formed by a layer of capillaries, this barrier allows only select molecules in our blood to enter the brain. 

While keeping out harmful pathogens and toxins, it also blocks the entry of drugs that can potentially cure brain diseases. In fact, more than 98% of drug candidates fail to cross it. To overcome this, a team of researchers at the Institute for Research in Biomedicine (IRB Barcelona) has developed tiny “keys” that can unlock entry points on the blood-brain barrier to let in therapeutic cargoes. With the support of a CaixaImpulse, they recently created a spinoff called Gate2Brain. They are currently testing the ability of their technology to treat diffuse intrinsic pontine glioma (DIPG)—a devastating and incurable childhood cancer. If successful, it could soon be used to treat and even cure numerous other brain diseases. We recently interviewed Gate2Brain CEO Meritxell Teixidó to learn more about this innovative technology.

 

Why is the brain so highly protected compared to other organs?

The brain is probably our most complex and essential organ, but it is also the most vulnerable to damage. That’s why our bodies have evolved the blood-brain barrier to protect it. But this protective barrier also makes it very difficult to treat brain diseases.

How will Gate2Brain help drugs to cross the blood-brain barrier?

The blood-brain barrier is like a brick wall that stops toxins in the blood from entering the brain. This wall has certain gates through which nutrients pass and waste is removed. 

Gate2Brain technology is based on small molecules known as peptides, which are capable of crossing this barrier through various mechanisms. Our objective is to bind therapeutic agents to the peptides so that they act as a ‘key’, open these gates and transport drugs to parts of the brain that they cannot reach by themselves. 

Why did you choose peptides as the key to crossing the blood-brain barrier?

We were inspired by nature, or more specifically, by venomous animals. Peptides are found in many venoms that have the ability to reach the brain. By studying them, we worked out which part was responsible for that ability and thus developed our ‘keys’.

Who will benefit from Gate2Brain technology?

Shockingly, one in four of us will need to be treated for a brain disease in our lifetime. This includes conditions such as Alzheimer’s, Parkinson’s, schizophrenia, as well as numerous rare diseases and brain tumors. So in reality, all the people for whom there is a drug candidate that cannot reach the brain are the ones who will benefit from our technology.

We are currently testing this technology on a specific illness called diffuse intrinsic pontine glioma (DIPG)—a rare and incurable brain cancer that affects children. In this case, the chemotherapeutic agent really needs a push to reach the brain. 

How has CaixaImpulse helped your project?

CaixaImpulse has helped us to take that leap from the laboratory to the creation of the company, not only in financing, but also in training and mentoring. As a result, we have now launched as a spinoff. From here we hope to further develop our technology in order to cure children and adults alike who suffer from a variety of brain diseases.