Distribución de medicamentos con flores microscópicas
Las micropartículas formadas por pétalos extremadamente finos pueden utilizarse para transportar medicamentos con precisión a través del torrente sanguíneo hasta tumores o coágulos sanguíneos
¿Cómo pueden dirigirse los medicamentos al lugar preciso del organismo donde deben actuar? Los científicos llevan mucho tiempo investigando esta cuestión. Un ejemplo sería administrar medicamentos contra el cáncer directamente a un tumor para que sólo actúen en ese lugar concreto, sin causar efectos secundarios en el resto del cuerpo. Se están investigando partículas portadoras a las que se puedan unir principios activos. Las partículas de este tipo deben cumplir una serie de requisitos, entre ellos los tres siguientes: en primer lugar, deben ser capaces de absorber el mayor número posible de moléculas del principio activo; en segundo lugar, debe ser posible guiarlas a través del torrente sanguíneo mediante una técnica sencilla como los ultrasonidos; y en tercer lugar, debe ser posible seguir su recorrido por el organismo mediante un procedimiento de imagen no invasivo. Este último punto es la única forma de verificar si los medicamentos se han administrado correctamente.
Encontrar una solución única que cumpla todos estos requisitos ha sido todo un reto. Una investigación dirigida por la ETH de Zúrich ha descubierto una clase especial de partículas que cumplen todos estos criterios. Estas partículas no sólo son eficaces, sino que además resultan visualmente sorprendentes al microscopio, pues se asemejan a diminutas flores de papel o rosas del desierto. Están formadas por pétalos extremadamente finos que se disponen en forma de flor. Estas partículas florales tienen entre uno y cinco micrómetros de diámetro, es decir, un poco menos que un glóbulo rojo.
Su forma tiene dos ventajas principales. En primer lugar, las partículas de la flor tienen una superficie enorme en relación con su tamaño. Los espacios entre los numerosos pétalos de las flores, densamente empaquetados, sólo tienen unos pocos nanómetros de ancho y actúan como poros. Esto significa que pueden absorber grandes cantidades de sustancias terapéuticamente activas. En segundo lugar, los pétalos de las flores dispersan las ondas sonoras o pueden recubrirse con moléculas que absorben la luz, por lo que pueden hacerse visibles fácilmente mediante ultrasonidos o imágenes optoacústicas.
Estos hallazgos acaban de ser comunicados por los grupos dirigidos por Daniel Razansky y Metin Sitti en un estudio publicado en la página externa de la revista Advanced Materials. Razansky es catedrático de Imagen Biomédica con doble nombramiento en la ETH de Zúrich y la Universidad de Zúrich. Sitti es experto en microrobótica y, hasta hace poco, era profesor en la ETH de Zúrich y en el Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes de Stuttgart antes de trasladarse a la Universidad Koç de Estambul.
Mejor que las burbujas de gas
"Anteriormente, los investigadores estudiaban sobre todo diminutas burbujas de gas como método de transporte a través del torrente sanguíneo mediante ultrasonidos u otros métodos acústicos", explica Paul Wrede, coautor del estudio y estudiante de doctorado en el grupo de Razansky. "Ahora hemos demostrado que las micropartículas sólidas también pueden guiarse acústicamente". La ventaja de las partículas florales sobre las burbujas es que pueden cargarse con mayores cantidades de moléculas de principio activo.
Los investigadores demostraron que las partículas florales podían cargarse con un medicamento contra el cáncer en experimentos con placas de Petri. También inyectaron las partículas en el torrente sanguíneo de ratones. Utilizando ultrasonidos focalizados, lograron mantener las partículas en una posición predeterminada dentro del sistema circulatorio. Esto se consiguió a pesar de la rápida circulación de la sangre alrededor de las partículas. Los ultrasonidos focalizados son una técnica mediante la cual las ondas sonoras se concentran en un punto localizado. "En otras palabras, no nos limitamos a inyectar las partículas y esperar lo mejor. Las controlamos", explica Wrede. Los investigadores esperan que esta tecnología sirva algún día para administrar medicamentos a tumores o coágulos que obstruyen los vasos sanguíneos.
Las partículas pueden estar fabricadas con distintos materiales y recubrimientos en función del uso que se les vaya a dar y del procedimiento de imagen que prefieran los investigadores para controlar su posición. "El principio de funcionamiento subyacente se basa en su forma, no en el material del que están hechas", explica Wrede. En su estudio, los investigadores analizaron en detalle las partículas florales de óxido de zinc. También probaron partículas de poliimida y un material compuesto de níquel y compuestos orgánicos.
Ahora los investigadores quieren perfeccionar su concepto. Primero tienen previsto realizar más ensayos con animales, tras lo cual la tecnología podría resultar beneficiosa para pacientes con enfermedades cardiovasculares o cáncer.
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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