El nanotransporte seguro entrega los medicamentos directamente a las células
Las nanopartículas con ADN sintético pueden controlar la liberación de drogas
Los medicamentos suelen tener efectos secundarios no deseados. Una de las razones es que no sólo llegan a las células no sanas para las que están destinados, sino que también llegan y tienen un impacto en las células sanas. Investigadores de la Universidad Técnica de Munich (TUM), en colaboración con el Real Instituto Tecnológico de Estocolmo, han desarrollado un nanotransporte estable para los medicamentos. Un mecanismo especial asegura que los medicamentos sólo se liberan en las células enfermas.
El Prof. Oliver Lieleg y Ceren Kimna están llevando a cabo una investigación sobre las nanopartículas que liberan los fármacos con precisión en las células afectadas.
Uli Benz / TUM
El cuerpo humano está formado por miles de millones de células. En el caso del cáncer, el genoma de varias de estas células se modifica patológicamente de manera que las células se dividen de forma descontrolada. La causa de las infecciones virales también se encuentra dentro de las células afectadas. Durante la quimioterapia, por ejemplo, se utilizan drogas para tratar de destruir estas células. Sin embargo, la terapia impacta en todo el cuerpo, dañando también a las células sanas y provocando efectos secundarios que a veces son bastante graves.
Un equipo de investigadores dirigido por el Prof. Oliver Lieleg, profesor de biomecánica y miembro de la Escuela de Bioingeniería de Munich TUM, y el Prof. Thomas Crouzier del KTH ha desarrollado un sistema de transporte que libera los agentes activos de los medicamentos sólo en las células afectadas. "Los portadores de los medicamentos son aceptados por todas las células", explica Lieleg. "Pero sólo las células enfermas deben ser capaces de activar la liberación del agente activo."
El ADN sintético mantiene a los portadores de drogas cerrados
Los científicos han demostrado que el mecanismo funciona en sistemas de modelos tumorales basados en cultivos celulares. Primero empaquetaron los ingredientes activos. Para ello, utilizaron las llamadas mucinas, el principal ingrediente de la mucosidad que se encuentra por ejemplo en las membranas mucosas de la boca, el estómago y los intestinos. Las mucinas consisten en un fondo proteínico al que se acoplan las moléculas de azúcar. "Dado que las mucinas se producen de forma natural en el cuerpo, las partículas de mucina abiertas pueden ser posteriormente descompuestas por las células", dice Lieleg.
Otra parte importante del paquete también se produce de forma natural en el cuerpo: el ácido desoxirribonucleico (ADN), el portador de nuestra información genética. Los investigadores crearon sintéticamente las estructuras de ADN con las propiedades que deseaban y unieron químicamente estas estructuras a las mucinas. Si ahora se añade glicerol a la solución que contiene las moléculas de ADN de la mucina y el ingrediente activo, la solubilidad de las mucinas disminuye, se pliegan y encierran el agente activo. Las cadenas de ADN se unen entre sí y así estabilizan la estructura de modo que las mucinas ya no pueden desplegarse.
La cerradura de la llave
Las partículas estabilizadas por el ADN sólo pueden abrirse con la "llave" correcta para liberar de nuevo las moléculas de agente activo encapsuladas. Aquí los investigadores utilizan lo que se llaman moléculas de microARN. El ARN o ácido ribonucleico tiene una estructura muy similar a la del ADN y desempeña un papel importante en la síntesis de proteínas del cuerpo; también puede regular otros procesos celulares.
"Las células cancerosas contienen cadenas de microARN cuya estructura conocemos con precisión", explica Ceren Kimna, autor principal del estudio. "Para poder usarlas como llaves, modificamos la cerradura en consecuencia diseñando meticulosamente las cadenas de ADN sintético que estabilizan nuestras partículas portadoras de medicamentos". Las cadenas de ADN están estructuradas de tal manera que el microARN puede unirse a ellas y como resultado romper las uniones existentes que están estabilizando la estructura. Las cadenas sintéticas de ADN en las partículas también pueden adaptarse a las estructuras de microARN que se dan en otras enfermedades como la diabetes o la hepatitis.
La aplicación clínica del nuevo mecanismo aún no ha sido probada; primero son necesarias investigaciones adicionales de laboratorio con sistemas de modelos tumorales más complejos. Los investigadores también planean investigar la modificación de este mecanismo para liberar agentes activos con el fin de mejorar las terapias de cáncer existentes.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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