Las estructuras orgánicas metálicas estables son apreciadas por su capacidad para capturar dióxido de carbono o recolectar agua atmosférica. pero los investigadores de la U-M han desarrollado un uso para estructuras organometálicas inestables:como un sistema para la administración de fármacos.

El noventa por ciento de los medicamentos en desarrollo no se disuelven bien o no se disuelven en el cuerpo, según un estudio de 2012. Armazones orgánicos metálicos, o MOF, son rígidos, estructuras porosas compuestas de metal unido por ligandos orgánicos. Mientras investiga MOF inestables, El químico de la U-M Adam Matzger se dio cuenta de que podrían funcionar como un sistema de administración para este tipo de medicamentos.

"Nos sorprendió que, si bien todo el mundo estaba filmando para MOF estables, podríamos usar lo que habíamos aprendido sobre la inestabilidad de los MOF para obtener una sustancia degradable que liberara medicamentos rápidamente. Fue un hallazgo realmente inesperado, "dijo Matzger, el profesor colegiado de química Charles G. Overberger y profesor de ciencia e ingeniería macromolecular.

El sistema de administración de MOF aprovecha una estrategia de administración de medicamentos insolubles, Dice Matzger. La estrategia es entregarlos en forma amorfa, lo que significa que se evita que las drogas cristalicen. Una vez que los compuestos de la droga cristalizan, se vuelven menos solubles y, por lo tanto, menos biodisponibles, lo que significa que una menor cantidad de fármaco pasa al torrente sanguíneo.

Los MOF pueden mantener estos fármacos en estado amorfo debido a su estructura porosa. MOF-5, en particular, parece un conjunto de cubos apilados uno encima del otro:imagina una cuadrícula tridimensional que se repite sin cesar. Cuando los investigadores cargan un medicamento en esta cuadrícula, los poros en el MOF compartimentan las moléculas del fármaco, manteniendo el compuesto en el estado amorfo deseado.

Los investigadores han utilizado previamente polímeros para mantener compuestos farmacológicos en un estado amorfo, pero las moléculas de fármaco aún podrían migrar y cristalizar en el polímero, lo que afecta la solubilidad y, por lo tanto, la cantidad de fármaco biodisponible. Debido a que MOF mantiene rígidamente separadas las moléculas del fármaco pero se descompone rápidamente, la dosificación del fármaco se controla fácilmente, Dice Matzger. El compuesto en sí cruza al torrente sanguíneo, mientras que el MOF se descompone en el cuerpo.

Los investigadores, que incluyen al becario postdoctoral Kuthuru Suresh, decidió utilizar MOF-5 por varias razones. Primero, su componente metálico es zinc, un metal con baja toxicidad utilizado en muchos suplementos, y el componente orgánico es un ácido llamado ácido tereftálico. Segundo, MOF-5 es relativamente inestable, que los investigadores demostraron en un trabajo separado que examinó la estabilidad de diferentes MOF.

"Lo que hacemos aquí es aumentar la solubilidad mientras garantizamos la estabilidad de la dosis, ", Dijo Matzger." Este enfoque es relativamente universal. Lo mostramos por tres drogas, pero el hecho de que los poros sean demasiado pequeños para permitir que se forme un cristal será cierto para todas las drogas ".