Actualmente se están desarrollando medicamentos que ayudan a prevenir la formación de proteínas no deseadas o dañinas para tratar una serie de enfermedades, incluido el cáncer. Los medicamentos se basan en pequeños ARN interferentes, o ARNip, que son trozos de ácidos nucleicos que actúan interfiriendo con la producción de proteínas. Pero llevar estos medicamentos al objetivo correcto, como a un tumor, sigue siendo un desafío porque los ARNip pueden degradarse rápidamente en el cuerpo, lo que hace que la administración sistémica sea ineficaz. También pueden tener algunas dificultades para ingresar a las celdas donde realizan su trabajo.

Eben Alsberg, el profesor Richard and Loan Hill de bioingeniería y ortopedia en la Universidad de Illinois en Chicago, y sus colegas informan sobre un portador a base de hidrogel que puede entregar ARNip directamente donde se necesitan. Informan sus hallazgos en Avances de la ciencia .

Otros investigadores han tenido cierto éxito al vincular las moléculas de ARNip con otros materiales para formar nanopartículas que ayudan a prevenir la degradación del ARNsi y ayudan a que los medicamentos entren en las células. Pero los medicamentos incorporados en nanopartículas administrados sistémicamente tienden a tener bajas tasas de llegar a las células objetivo, necesitando múltiples dosis para tener el efecto deseado, lo que aumenta el riesgo de efectos secundarios negativos.

Se han utilizado hidrogeles biológicamente compatibles para administrar productos biológicos o medicamentos directamente a áreas específicas del cuerpo. Se puede colocar un tapón o una lámina de hidrogel infundido con fármaco directamente donde se necesita el fármaco, por ejemplo, en una articulación o en una fractura de hueso, o incluso inyectado.

Pero un problema ha sido que los medicamentos cargados en hidrogeles a menudo se difunden rápidamente a las células y tejidos circundantes. proporcionando una explosión inicial de droga y no mucho más. La liberación se puede retrasar cambiando la porosidad del hidrogel, su velocidad de degradación y modificando la afinidad del fármaco por el hidrogel.

Alsberg junto con Matthew Levy, profesor asociado de bioquímica en la Facultad de Medicina Albert Einstein, y sus colegas desarrollaron una estrategia de hidrogel única que permite un mayor control sobre la liberación de ARNip a lo largo del tiempo. Al acoplar químicamente el ARNip al hidrogel a través de un enlazador que puede degradarse en el cuerpo, pueden controlar la liberación de la droga. Cuando el hidrogel se coloca en un entorno a base de agua, como un organismo biológico, el agua rompe el conector entre el ARNip y el hidrogel, liberando la droga. En este tipo de sistema, la liberación del fármaco se prolonga en comparación con cuando el ARNip solo está atrapado físicamente dentro del hidrogel.

"Es posible que podamos utilizar esta tecnología en el futuro para, por ejemplo, prevenir la producción de ciertas proteínas que se sabe que promueven ciertas enfermedades, o para ayudar a transformar las células madre en células necesarias para reparar tejidos dañados como huesos o cartílagos, "Dijo Alsberg.