El melanoma es una forma mortal de cáncer de piel que ha aumentado en los EE. UU. Durante los últimos 30 años. Casi 100, 000 nuevos casos de melanoma se diagnostican cada año, y 20 estadounidenses mueren todos los días por ello, según la Academia Estadounidense de Dermatología. Ahora, Los investigadores han desarrollado un parche cutáneo de acción rápida que administra eficazmente medicamentos para atacar las células del melanoma. El dispositivo, probado en ratones y muestras de piel humana, es un avance hacia el desarrollo de una vacuna para tratar el melanoma y tiene aplicaciones generalizadas para otras vacunas.

Los investigadores presentarán sus hallazgos hoy en la Reunión y Exposición Nacional de Otoño de 2019 de la American Chemical Society (ACS).

"Nuestro parche tiene un recubrimiento químico único y un modo de acción que permite que se aplique y se quite de la piel en solo un minuto mientras sigue administrando una dosis terapéutica de medicamentos, "dice Yanpu He, un estudiante de posgrado que ayudó a desarrollar el dispositivo. "Nuestros parches provocan una sólida respuesta de anticuerpos en ratones vivos y son prometedores para provocar una fuerte respuesta inmune en la piel humana".

Los ungüentos tópicos pueden impartir medicamentos a la piel, pero solo pueden atravesar una pequeña distancia a través de él. Si bien las jeringas son un modo eficaz de administración de medicamentos, pueden ser dolorosos. Las jeringas también pueden ser un inconveniente para los pacientes, que conduce al incumplimiento.

Parches de microagujas, preparado con un método de recubrimiento capa por capa (LbL), son uno fácil, forma indolora de administrar el tratamiento. Con el proceso LbL, los investigadores recubren una superficie con moléculas de carga alterna positiva y negativa. Para que se forme una película de fármaco robusta en la superficie del parche, todas las capas adyacentes deben estar fuertemente atraídas entre sí y también hacia la microaguja. "Pero esta atracción hace que toda la película sea muy" pegajosa, '", Señala." Los métodos pasados, que han conservado esta naturaleza 'pegajosa', puede tomar hasta 90 minutos para que una cantidad suficiente de medicamento salga del parche y penetre en la piel ".

Paula T. Hammond, Doctor., junto con sus estudiantes de posgrado Él, Celestine Hong y otros colegas del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), ideó una forma de solucionar este problema. Diseñaron un nuevo polímero sensible al pH con dos partes. "La primera parte contiene grupos amina que están cargados positivamente al pH al que hacemos las microagujas, pero que se vuelven neutrales al pH de la piel, "Él dice." La segunda parte contiene grupos de ácido carboxílico sin carga cuando se hacen las microagujas, pero que se cargan negativamente cuando el parche se aplica a la piel, por lo que hay un cambio general de carga de positivo a negativo ". Aunque todavía se requieren capas pegajosas negativo-positivo-negativo para la construcción de la película LbL, El parche del equipo cambia rápidamente para repeler las capas negativo-negativo-negativo cuando se coloca sobre la piel. Después de que las microagujas perforan la piel e implantan la película de fármaco LbL debajo de la piel, la droga sale del parche rápidamente.

Usando ovoalbúmina de pollo como antígeno modelo, el equipo vacunó a los ratones con sus parches, y comparó los resultados con inyecciones intramusculares y subcutáneas. El tratamiento con microagujas produjo nueve veces el nivel de anticuerpos en comparación con las inyecciones intramusculares (p. Ej., utilizado para las vacunas contra la gripe) y 160 veces el nivel de anticuerpos en comparación con las inyecciones subcutáneas (por ejemplo, utilizado para las vacunas contra el sarampión). También vieron una activación inmune eficiente en muestras quirúrgicas de piel humana.

"Nuestra tecnología de parches podría utilizarse para administrar vacunas para combatir diferentes enfermedades infecciosas, "Dice Hammond." Pero estamos entusiasmados con la posibilidad de que el parche sea otra herramienta en el arsenal de los oncólogos contra el cáncer, específicamente melanoma ".

Para hacer una vacuna contra el melanoma, los investigadores desarrollaron un antígeno que incluye un marcador frecuentemente sobreexpresado por las células del melanoma, así como un adyuvante, lo que crea una señal de peligro generalizada para el sistema inmunológico y estimula su respuesta. Luego, probaron diferentes arreglos de película de microagujas LbL de antígeno y adyuvante en células inmunes derivadas de ratones. De estos experimentos, los investigadores identificaron la estructura óptima de microagujas LbL que parece activar las células inmunes directamente accesibles en la piel. En ratones vivos, estas células podrían, Sucesivamente, migran al sistema linfático y reclutan otras células inmunes para atacar el tumor de melanoma. Los investigadores ahora planean probar los parches en tumores de melanoma en ratones.

"Estamos utilizando productos químicos de bajo costo y un esquema de fabricación simple para transformar la vacunación, "Dice Hammond." En última instancia, queremos que un dispositivo sea aprobado y comercializado ".