El suministro de drogas con precisión milimétrica al cerebro
Se ha establecido un método para permitir el tratamiento de trastornos psiquiátricos y neurológicos y de tumores con menos efectos secundarios en el futuro.
Los investigadores de la ETH de Zurich han desarrollado un método para concentrar y liberar drogas en el cerebro con una precisión milimétrica. Esto podría hacer posible en el futuro la entrega de medicamentos psiquiátricos y contra el cáncer y otros medicamentos sólo a aquellas regiones del cerebro donde esto es médicamente deseable.
Si las drogas pueden dirigirse únicamente a las áreas cerebrales patológicas, sus efectos secundarios indeseables pueden ser eliminados (Imagen simbólica).
TheDigitalArtist, pixabay.com
Hoy en día, esto es prácticamente imposible - los medicamentos que viajan por el torrente sanguíneo llegan a todo el cerebro y el cuerpo, lo que en algunos casos causa efectos secundarios. El nuevo método no es invasivo, con una administración precisa de la droga en el cerebro controlada desde fuera de la cabeza mediante el ultrasonido. Mehmet Fatih Yanik, Profesor de Neurotecnología, y su equipo de científicos han publicado sus conclusiones en la revista Nature Communications.
Para evitar que una droga actúe en todo el cerebro y el cuerpo, el nuevo método implica portadores de droga especiales que envuelven las drogas en vesículas lipídicas esféricas unidas a microburbujas sensibles a los ultrasonidos que contienen gas. Éstas se inyectan en el torrente sanguíneo, que las transporta al cerebro. A continuación, los científicos utilizan ondas de ultrasonido focalizadas en un proceso de dos etapas. El ultrasonido focalizado ya se emplea en oncología para destruir el tejido canceroso en puntos precisamente definidos del cuerpo. Sin embargo, en el nuevo invento, los científicos trabajan con niveles de energía mucho más bajos, que no dañan el tejido.
Atrapar los medicamentos con ondas sonoras
En el primer paso, los científicos utilizan ondas de ultrasonido de baja energía para hacer que los portadores de la droga se agreguen en el lugar deseado dentro del cerebro. "Lo que estamos haciendo es usar pulsos de ultrasonido esencialmente para crear una jaula virtual de ondas de sonido alrededor del sitio deseado. A medida que la sangre circula, arrastra a los portadores de drogas por todo el cerebro. Pero los que entran en la jaula no pueden volver a salir", explica Yanik.
En el segundo paso, los investigadores utilizan un nivel más alto de energía de ultrasonido para hacer que los portadores de drogas vibren en este sitio. Las fuerzas de cizallamiento destruyen las membranas lipídicas alrededor de las drogas, liberando las drogas para que sean absorbidas por el tejido nervioso presente en el sitio.
Los investigadores han demostrado la eficacia del nuevo método en experimentos con ratas. Primero encapsularon una droga neuro-inhibidora en los portadores de la droga. Luego, usando la nueva técnica, bloquearon con éxito una red neuronal específica que conectaba dos áreas del cerebro. Los científicos fueron capaces de mostrar en los experimentos que sólo esta parte en particular de la red neuronal fue bloqueada y que la droga no actuó en todo el cerebro.
Una administración más eficiente de la droga
"Debido a que nuestro método agrega las drogas en el lugar del cerebro donde se desea que surtan efecto, no necesitamos una dosis tan alta", dice Yanik. En sus experimentos con ratas, por ejemplo, la cantidad de droga que usaron fue 1.300 veces menor que la dosis típica necesaria.
Otros grupos de investigación ya han tratado de usar ultrasonidos focalizados para mejorar la administración de drogas a regiones específicas del cerebro. Sin embargo, estos enfoques no podían atrapar y concentrar las drogas localmente, sino que se basaban en causar daños locales a las células de los vasos sanguíneos para aumentar el transporte de la droga desde la sangre hasta el tejido nervioso, con consecuencias potencialmente perjudiciales a largo plazo. "En nuestro enfoque, la barrera fisiológica entre la corriente sanguínea y el tejido nervioso permanece intacta", dice Yanik.
Los científicos están probando actualmente la eficacia de su método en modelos animales de enfermedades mentales, por ejemplo para reducir la ansiedad, de trastornos neurológicos y para atacar tumores cerebrales letales que son inaccesibles quirúrgicamente. Una vez que se confirmen su eficacia y sus ventajas en los animales, los investigadores podrán avanzar en la aplicación del método para aliviar el sufrimiento de los seres humanos.
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.
Publicación original
Ozdas MS, Shah AS, Johnson PM, Patel N, Marks M, Yasar TB, Stalder U, Bigler L, von der Behrens W, Sirsi SR, Yanik MF; "Non-invasive molecularly-specific millimeterresolution manipulation of brain circuits by ultrasound-mediated aggregation and uncaging of drug carriers"; Nature Communications; 1. Oktober 2020
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