MADRID, 16 Jul. (EUROPA PRESS) -
Investigadores de Estados Unidos han encontrado una manera de perfeccionar un método emergente y prometedor para administrar la medicación solo en el lugar correcto para lograr minimizar posibles efectos secundarios. Con su nuevo protocolo, el método se vuelve seguro y eficiente por primera vez, lo que se espera allane el camino para los primeros ensayos en humanos. Los resultados se publican en ‘Frontiers in Molecular Biosciences’.
"Aquí mostramos un método para administrar medicamentos a áreas específicas del cuerpo donde se necesitan. Lo hacemos utilizando ondas de ultrasonido, que desencadenan la liberación del fármaco desde los nanoportadores circulantes cuando se enfocan en el objetivo", explica Matthew G Wilson, asistente de investigación graduado en la Universidad de Utah (Estados Unidos) y primer autor del estudio. "Desarrollamos un método para producir nanoportadores estables de forma repetible e identificamos parámetros de ultrasonido que pueden activarlos", añade
Los nanoportadores son gotitas minúsculas, de entre 470 y 550 nanómetros de diámetro, con una capa exterior hueca compuesta de moléculas de polímero. Estos polímeros tienen dos extremos distintos: uno 'hidrófilo', que se mezcla bien con soluciones acuosas como la sangre y que mira hacia afuera, y otro 'hidrófobo' que no se mezcla con agua y que mira hacia adentro.
Dentro de la capa hay un núcleo interno de perfluorocarbonos hidrófobos, moléculas que consisten principalmente en flúor y carbono, y que se mezclan con un fármaco de interés igualmente hidrófobo. Las capas mantienen separados los núcleos, evitando que se fusionen en una sola gota y forman una barrera contra el sistema inmunológico. El efecto es muy parecido al de la mayonesa, donde las proteínas de los huevos forman gotas de aceites encapsulados, donde de otro modo el aceite y el agua se separarían por completo.
Para liberar el fármaco, los investigadores reprodujeron un ultrasonido (una onda sonora con una frecuencia más allá del límite superior de la audición humana) de 300 o 900 kilohercios. El haz de ultrasonido se puede dirigir en tres dimensiones, para enfocarse en un área deseada dentro del cuerpo que tenga solo unos pocos milímetros de ancho.
Se cree que el ultrasonido hace que los perfluorocarbonos se expandan, estirando la cubierta de la gota y haciéndola más permeable al fármaco, que luego se difunde a los órganos, tejidos o células donde se requiere.
Los investigadores compararon la eficiencia de administración de un fármaco representativo, el anestésico y sedante propofol, entre tres perfluorocarbonos diferentes: perfluoropentano (PFP), decafluoropentano (DFP) y bromuro de perfluorooctilo (PFOB). El ultrasonido se entregó a las nanogotas in vitro , en 60 pulsos de 100 milisegundos durante un minuto.
Los resultados mostraron que el equilibrio entre la estabilidad de las nanogotas y la eficiencia de la entrega era óptimo para los núcleos de PFOB. "Estudios anteriores se han centrado en perfluorocarbonos con puntos de ebullición bajos, normalmente inferiores a la temperatura del cuerpo humano. Descubrimos que las gotas con un núcleo de PFOB, que tiene un punto de ebullición de 142 °C, son mucho más estables en el tiempo", explica Wilson.
"A pesar de su alto punto de ebullición, el PFOB puede alcanzar niveles similares de liberación de fármaco cuando se aplica ultrasonido de baja frecuencia de 300 kilohercios. La frecuencia del ultrasonido resultó ser un factor crítico en nuestro estudio".
Para probar la seguridad, los investigadores inyectaron a un solo macaco de cola larga seis dosis de nanogotas a base de PFOB en intervalos de una semana y monitorearon la evolución de una variedad de biomarcadores sanguíneos para la función del hígado, los riñones y la respuesta inmune. Este experimento, que había sido aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Utah, demostró que las nanogotas fueron bien toleradas y no se detectaron efectos secundarios. Estos experimentos deberán replicarse en microdosis o ensayos de Fase I en voluntarios humanos.
Los autores también publicaron su protocolo para la producción de nanogotas como ciencia abierta, para que otros grupos de investigación puedan aprender directamente de sus hallazgos.
"El método que desarrollamos se puede aplicar a una variedad de afecciones según el fármaco utilizado. Para aplicaciones psiquiátricas, la administración localizada de propofol podría usarse como herramienta de diagnóstico para identificar regiones del cerebro causalmente involucradas en trastornos de pacientes individuales. Para un tratamiento más duradero, la administración de ketamina podría ser un método potente para reconectar los circuitos neuronales", concluye el supervisor académico de Wilson, el doctor Jan Kubanek, profesor asistente de la Universidad de Utah y autor principal del estudio.
