Un método novedoso para administrar con precisión la terapéutica dentro del cuerpo

Los nanomateriales controlados por ultrasonido pueden proporcionar una entrega de proteínas de alta precisión en las células humanas.

24.04.2020 - Estados Unidos

Una nueva forma de suministrar proteínas terapéuticas dentro del cuerpo utiliza un portador acústicamente sensible para encapsular las proteínas y el ultrasonido para obtener imágenes y guiar el paquete a la ubicación exacta requerida, según los investigadores de Penn State. El ultrasonido entonces rompe la cápsula, permitiendo que la proteína entre en la célula.

"Cuando se expone la partícula al ultrasonido, se abre un agujero en la membrana celular que dura un par de microsegundos", dijo Scott Medina, profesor asistente de ingeniería biomédica de Penn State. "Podemos usar esta apertura temporal para entregar anticuerpos, que son moléculas terapéuticas atractivas en la medicina de precisión que de otra manera no pueden entrar en las células".

Estos anticuerpos son una terapia emergente para el cáncer, las enfermedades infecciosas y la artritis reumatoide, dijo.

Pero meter la proteína dentro del portador de nanopartículas no fue fácil, por lo que otros investigadores han tenido que recurrir a métodos complicados y a menudo de bajo rendimiento, como fijar la carga al exterior de las nanopartículas, lo que resulta en una liberación ineficiente de la proteína y una entrega fuera del objetivo.

El desafío con el nuevo método era que la proteína no quería interactuar con el interior de la partícula, que está hecha de un líquido fluorado, similar al teflón líquido. La estudiante de doctorado de Medina, Janna Sloand, ideó un trabajo creativo en torno a una máscara fluida. Estas máscaras químicas tienen un contrapeso de polaridad y contenido de flúor que permite a la proteína interactuar con el medio líquido fluorado mientras mantiene el estado de plegado de la proteína y su bioactividad.

"Tuvimos muchos desafíos para desarrollar este nuevo método", dijo Sloand, primer autor del artículo publicado recientemente en ACS Nano. "Lo más difícil fue averiguar qué tipo de químicos podrían enmascarar la proteína. Ese fue definitivamente mi momento eureka cuando vi que funcionaba".

En futuros trabajos, el equipo explorará el uso de su material programable por ultrasonido como plataforma para la entrega guiada por imagen de proteínas terapéuticas y herramientas de edición genética.

En aplicaciones terapéuticas relacionadas, están aprovechando esta tecnología para suministrar anticuerpos que pueden alterar las vías de señalización anormal en las células tumorales para 'apagar' eficazmente sus rasgos malignos. En otros trabajos están entregando herramientas de edición de genes, como las construcciones CRISPR, para permitir la ingeniería de genoma controlada por ultrasonido de las células en microambientes de tejidos complejos en 3D.

Es importante señalar que todas estas aplicaciones de entrega pueden realizarse utilizando las técnicas de ultrasonido ya empleadas en los hospitales, que esperan que permitan la rápida traducción de esta tecnología para una atención sanitaria de precisión.

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