Los oxidantes que se encuentran dentro de los organismos vivos son subproductos del metabolismo y son esenciales para la curación de heridas y la inmunidad. Sin embargo, cuando sus concentraciones se vuelven demasiado altas, Puede ocurrir inflamación y daño tisular. Los ingenieros de la Universidad de Illinois han desarrollado y probado un nuevo sistema de administración de fármacos que detecta altos niveles de oxidantes y responde administrando la cantidad justa de antioxidante para restaurar este delicado equilibrio.

Los hallazgos se publican en la revista Pequeña .

Muchos productos farmacéuticos incluyen polímeros y partículas especializados que controlan el momento o la concentración del fármaco liberado una vez administrado. dijeron los investigadores. Sin embargo, Estos aditivos pueden obstaculizar la cristalización durante la fase de fabricación de algunos medicamentos, como los antioxidantes, provocando que se disuelvan en el cuerpo de manera descontrolada.

"Vimos una oportunidad aquí para desarrollar un tipo diferente de sistema de administración de fármacos que pudiera detectar el nivel de oxidante en un sistema y responder administrando el antioxidante según sea necesario, ", dijo el profesor de ingeniería química y biomolecular y coautor del estudio, Hyunjoon Kong.

Kong y su equipo encontraron una manera de ensamblar cristales de catequina, el antioxidante verde brillante que se encuentra en el té verde, utilizando un polímero que puede detectar cuándo las concentraciones de oxidante son demasiado altas. Los investigadores probaron la capacidad de respuesta del polímero resultante que contiene cristales de catequina en el crustáceo planctónico de agua dulce común Daphnia magna. la pulga de agua.

"La frecuencia cardíaca es una indicación del grado en que las sustancias químicas potencialmente tóxicas influyen en la fisiología de las pulgas de agua, Kong dijo. Los daphnids se utilizan a menudo para monitorear los impactos ambientales en los sistemas ecológicos, y porque sus corazones son similares a los de los vertebrados, también se utilizan para evaluar la eficacia de los fármacos cardioprotectores ".

Los investigadores expusieron a los dáfnidos a agua contaminada con concentraciones subletales del peróxido de hidrógeno oxidante natural mientras monitoreaban su frecuencia cardíaca. Descubrieron que la frecuencia cardíaca media de los dáfnidos se redujo de 348 a 290 y 277 latidos por minuto, dependiendo de la concentración de peróxido de hidrógeno utilizada.

Cuando el equipo agregó al experimento el nuevo cristal de catequina ensamblado con polímero, las pulgas de agua finalmente recuperaron una frecuencia cardíaca cercana a la normal.

Más allá de los posibles usos farmacéuticos del nuevo polímero, El grupo de Kong está estudiando su uso para reducir el impacto de productos químicos altamente oxidantes en las vías fluviales naturales.

"El peróxido de hidrógeno se usa a menudo para limpiar el agua contaminada por un exceso de algas, y esto genera preocupación sobre cómo el oxidante puede estar afectando a los organismos vivos en el agua, ", dijo." Creemos que este nuevo sistema de suministro de antioxidantes podría utilizarse para abordar el problema de las aguas naturales sobreoxidadas ".

Los investigadores planean seguir adelante con el desarrollo del polímero para usos farmacéuticos y ambientales. "Este estudio demostró ser un concepto, pero tenemos más trabajo por hacer, ", Dijo Kong." Existe preocupación sobre la seguridad del polímero específico que usamos, diselenida de polietilenimina, pero nos estamos acercando a encontrar un reemplazo viable ".