Los investigadores de la Universidad de Tohoku han mejorado los métodos actualmente disponibles para la detección de efectos secundarios relacionados con el corazón de los medicamentos.

El método consiste en la fabricación de un pequeño orificio en un chip de silicio sobre el cual las membranas lipídicas, similares a los que rodean las células, se les anima a crecer. A continuación, se sintetiza un canal iónico por separado y se golpea en la membrana durante la centrifugación.

Los canales de iones son poros hechos de proteínas que existen en algunas membranas celulares, como en las células del músculo cardíaco. Se abren y cierran para permitir el paso de los iones, creando una señal eléctrica. Algunos medicamentos tienen efectos secundarios al actuar sobre estos canales iónicos. El astemizol antihistamínico, por ejemplo, que ahora se ha retirado del mercado estadounidense, puede cerrar un canal de iones de potasio involucrado en la regulación de los latidos del corazón. Tomarlo podría provocar palpitaciones irregulares.

Los científicos han estado investigando formas de detectar efectos secundarios en los canales iónicos de los medicamentos. Los métodos actualmente disponibles son imperfectos. En un método, Las células madre se dirigen a transformarse en células del músculo cardíaco que tienen el tipo específico de canal iónico que se dirige a las pruebas de drogas. Este método, sin embargo, es tedioso y puede llevar hasta 90 días de preparación. Otro, Los métodos que requieren menos tiempo implican la inserción de canales iónicos en membranas lipídicas formadas artificialmente que cubren un pequeño orificio hecho en un chip de tamaño micro o nano. Pero los métodos actuales conducen a la formación de membranas inestables, reduciendo su eficiencia durante los experimentos.

La profesora Ayumi Hirano-Iwata del Instituto Avanzado de Investigación de Materiales de la Universidad de Tohoku y su equipo fabricaron tres chips de silicio con orificios de formas diferentes y compararon su capacidad para albergar membranas lipídicas que contienen canales iónicos.

Cada chip estaba hecho de una capa gruesa de silicio cubierta por una fina capa de nitruro de silicio, seguido de una fina capa de óxido de silicio. En una serie de pasos, la parte central del chip se grabó para crear un pequeño agujero. La forma del agujero varió muy ligeramente según el tipo de ácido utilizado para disolver el material. El equipo descubrió que el orificio que proporcionaba la mayor estabilidad para que se formaran las membranas lipídicas tenía un borde que se estrechaba gradualmente. Un mayor porcentaje de membranas permanecieron adheridas al borde ahusado durante la centrifugación (45 por ciento) y cuando se les aplicaron pequeñas fuerzas (75 por ciento), en comparación con los conectados a los otros dos orificios (del 0 al 20 por ciento).

El equipo agregó un canal de iones de músculo cardíaco sintetizado sin células, llamado hERG, a las membranas por centrifugación. Lograron detectar corrientes eléctricas de los canales y bloquear las corrientes administrando el fármaco astemizol, que tiene un efecto adverso bien reconocido sobre los canales hERG en el corazón.

Su enfoque tiene el potencial de "servir como una nueva plataforma de detección para evaluar los riesgos potenciales de los efectos secundarios de los medicamentos que actúan sobre los canales hERG de los pacientes". "concluyen los investigadores en su estudio publicado en la revista Informes científicos .