Investigadores de la Universidad de Linköping, Suecia, han desarrollado una trampa de protones que hace que las bombas de iones electrónicos orgánicos sean más precisas al administrar medicamentos. La nueva técnica puede reducir los efectos secundarios de los medicamentos, y a largo plazo, Las bombas de iones pueden ayudar a los pacientes con síntomas de enfermedades neurológicas para las que no se dispone de tratamientos eficaces. Los resultados han sido publicados en Avances de la ciencia .

Aproximadamente el 6% de la población mundial padece enfermedades neurológicas como la epilepsia, Enfermedad de Parkinson, y dolor crónico. Sin embargo, Los métodos de administración de medicamentos actualmente disponibles, principalmente tabletas e inyecciones, colocan el medicamento en lugares donde no es necesario. Esto puede provocar efectos secundarios que perjudiquen al paciente.

"Las bombas de iones electrónicos orgánicos tienen un gran potencial para su uso en el tratamiento y diagnóstico de enfermedades neurológicas. Podrían funcionar de manera similar a las bombas de insulina que ya están en uso". pero administra la droga directamente en el sistema nervioso. Nuestro descubrimiento más reciente es una trampa de protones que hace que la cantidad entregada sea aún más precisa, "dice Daniel Simon, profesor asociado en el Laboratorio de Electrónica Orgánica, Departamento de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Linköping.

El grupo de investigación de Daniel Simon ha desarrollado previamente una bomba de iones electrónicos orgánicos con salidas de suministro tan pequeñas como 20 x 20 micrómetros. Debería ser posible implantar dichos dispositivos para administrar fármacos en exactamente el lugar deseado en el sistema nervioso. Los científicos esperan que sea posible utilizar la bomba de iones para descubrir y detener el desarrollo de síntomas neurológicos antes de que el paciente los note.

Los experimentos anteriores se llevaron a cabo en cortes de cerebro de ratón, utilizando la sustancia señal de origen natural GABA (ácido gamma aminobutírico) como fármaco activo. GABA es una sustancia señal inhibidora que se encuentra naturalmente en el cerebro. Cuando aumenta la cantidad de GABA, es menos probable que las células nerviosas transfieran impulsos nerviosos a la siguiente célula. Una convulsión neurológica como ocurre en la epilepsia, en el que las células nerviosas del cerebro se vuelven hiperactivas, se previene de esta manera. Cuando la bomba de iones está configurada para transportar GABA desde un depósito de electrolitos fuera del cuerpo a la ubicación deseada en el sistema nervioso, se utiliza un pequeño voltaje, que "bombea" el GABA cargado positivamente a través de un canal de transporte. El método se conoce como electroforesis. Sin embargo, iones de hidrógeno positivos, protones, de la solución de electrolitos acompañan al GABA a través del canal. Esto conduce a una dosificación imprecisa y una caída en el pH del tejido (haciéndolo más ácido), que puede provocar efectos secundarios.

El grupo de investigación de la Universidad de Linköping ahora ha mejorado la bomba de iones. Al introducir trampas de protones a lo largo del canal de transporte, el número de protones que pasan puede reducirse considerablemente. La trampa de protones consta de paladio, un metal noble que reacciona fácil y casi exclusivamente con el hidrógeno y, por lo tanto, captura los protones cargados positivamente. Las trampas de protones significan que la bomba de iones puede administrar una dosis más precisa del fármaco, ya que el potencial aplicado corresponde casi exactamente a la cantidad de GABA transportada por el proceso de electroforesis.

"Creo que en unos años veremos el uso de bombas de iones bioelectrónicos orgánicos en el tratamiento de muchas enfermedades neurológicas. La trampa de protones puede integrarse en todas las bombas de iones bioelectrónicos orgánicos, y nuestro descubrimiento ha acercado mucho más las aplicaciones prácticas, "dice Xenofon Strakosas, científico del personal y co-primer autor con Maria Seitanidou, postdoctorado ambos en el Laboratorio de Electrónica Orgánica, del artículo en Avances de la ciencia .