(PhysOrg.com) - Investigadores del MIT y la Escuela de Medicina de Harvard han construido nanopartículas específicas que pueden adherirse a las paredes de las arterias y liberar lentamente la medicina. un avance que potencialmente proporciona una alternativa a los stents liberadores de fármacos en algunos pacientes con enfermedad cardiovascular.

Sobre la base de su trabajo anterior en la entrega de medicamentos contra el cáncer con nanopartículas, Los investigadores del MIT y Harvard han centrado su atención en las enfermedades cardiovasculares, diseñar nuevas partículas que puedan adherirse a las paredes de las arterias dañadas y liberar lentamente el medicamento.

Las partículas, apodado "nanoburrs, ”Están recubiertos con pequeños fragmentos de proteínas que les permiten adherirse a las paredes arteriales dañadas. Una vez atascado pueden liberar fármacos como paclitaxel, que inhibe la división celular y ayuda a prevenir el crecimiento de tejido cicatricial que puede obstruir las arterias.

“Este es un ejemplo muy emocionante de nanotecnología y focalización celular en acción que espero tenga amplias ramificaciones, ”Dice el profesor Langer del Instituto MIT, autor principal de un artículo que describe las nanopartículas en la edición de esta semana del Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

Langer y Omid Farokhzad, profesor asociado de la Facultad de Medicina de Harvard y otro autor principal del artículo, han desarrollado previamente nanopartículas que buscan y destruyen tumores. Sus nanobarras, sin embargo, se encuentran entre las primeras partículas que pueden concentrarse en el tejido vascular dañado.

Mark Davis, profesor de ingeniería química en Caltech, dice que el trabajo es un paso prometedor hacia nuevos tratamientos para enfermedades cardiovasculares y de otro tipo. “Si pudieran hacer esto en los pacientes, dirigir las partículas a las áreas lesionadas, eso podría abrir todo tipo de nuevas oportunidades, "Dice Davis, que no participó en esta investigación.

En el blanco

En la actualidad, una de las formas estándar de tratar las arterias obstruidas y dañadas es mediante la implantación de un stent vascular, que mantiene la arteria abierta y libera medicamentos como paclitaxel. Los investigadores esperan que sus nuevas nanobarras puedan usarse junto con tales stents, o en lugar de ellos, para tratar daños ubicados en áreas que no se adaptan bien a los stents. como cerca de una bifurcación en la arteria.

Las nanobarras están dirigidas a una estructura conocida como membrana basal, que recubre las paredes arteriales, pero solo se expone cuando esas paredes están dañadas. Para construir sus nanopartículas, El equipo examinó una biblioteca de secuencias de péptidos cortos para encontrar una que se una de manera más eficaz a las moléculas en la superficie de la membrana basal. Usaron los más exitosos, una secuencia de siete aminoácidos llamada C11, para recubrir la capa exterior de sus nanopartículas.

El núcleo interno de las partículas de 60 nanómetros de diámetro transporta el fármaco, que está unido a una cadena de polímero llamada PLA. Una capa intermedia de lecitina de soja, un material graso, se encuentra entre el núcleo y la capa exterior, que consiste en un polímero llamado PEG que protege las partículas mientras viajan por el torrente sanguíneo.

El fármaco solo se puede liberar cuando se desprende de la cadena del polímero PLA, que ocurre gradualmente por una reacción llamada hidrólisis del éster. Cuanto más larga sea la cadena del polímero, cuanto más demore este proceso, para que los investigadores puedan controlar el momento de la liberación del fármaco alterando la longitud de la cadena. Hasta aquí, han logrado la liberación del fármaco durante 12 días, en pruebas en células cultivadas.

Uday Kompella, profesor de ciencias farmacéuticas en la Universidad de Colorado, dice que la estructura de la nanobarra podría facilitar la fabricación, debido a que los péptidos diana están unidos a una capa externa y no directamente al núcleo portador del fármaco, lo que requeriría una reacción química más complicada. El diseño también reduce el riesgo de que las nanopartículas exploten y liberen fármacos de forma prematura. dice Kompella, que no participó en esta investigación.

Otra ventaja de las nanobarras es que se pueden inyectar por vía intravenosa en un lugar distante del tejido dañado. En pruebas en ratas, Los investigadores demostraron que las nanobarras inyectadas cerca de la cola pueden alcanzar su objetivo previsto:las paredes de la arteria carótida lesionada pero no la arteria carótida normal. Las rebabas se unieron a las paredes dañadas al doble de velocidad que las nanopartículas no dirigidas.

Debido a que las partículas pueden administrar medicamentos durante un período de tiempo más largo, y se puede inyectar por vía intravenosa, los pacientes no tendrían que soportar inyecciones repetidas y quirúrgicamente invasivas directamente en el área que requiere tratamiento, dice Juliana Chan, estudiante de posgrado en el laboratorio de Langer y autor principal del artículo.

El equipo ahora está probando las nanobarras en ratas durante un período de dos semanas para determinar la dosis más eficaz para tratar el tejido vascular dañado. Las partículas también pueden resultar útiles para administrar fármacos a los tumores. “Esta tecnología podría tener amplias aplicaciones en otras enfermedades importantes, incluyendo el cáncer y las enfermedades inflamatorias donde se observa comúnmente permeabilidad vascular o daño vascular, "dice Farokhzad.