Los científicos e ingenieros han utilizado campos magnéticos uniformes para conducir las nanopartículas que contienen hierro a los stents metálicos en los vasos sanguíneos lesionados. donde las partículas entregan una carga útil de fármaco que previene con éxito los bloqueos en esos vasos. En este estudio con animales, la nueva técnica logró mejores resultados con una dosis más baja que la terapia convencional con stents no magnéticos.

Realizado en cultivos celulares y ratas, la investigación es la más reciente de una serie de estudios en el Hospital de Niños de Filadelfia que demuestran la viabilidad de las nanopartículas guiadas magnéticamente como una nueva plataforma de entrega para una variedad de posibles cargas terapéuticas:ADN, células y fármacos. Los hallazgos pueden sentar las bases para una nueva herramienta médica, llamada intervención magnética vascular.

"Esto puede convertirse en una tecnología de plataforma importante para la entrega de medicamentos y otros agentes a sitios específicos donde pueden producir beneficios en vasos sanguíneos enfermos o lesionados". "dijo el líder del estudio, Robert J. Levy, MARYLAND., la Cátedra William J. Rashkind de Cardiología Pediátrica en el Hospital de Niños de Filadelfia.

La investigación aparece en la P premios de la Academia Nacional de Ciencias , publicado en línea esta semana. El grupo de Levy del Children's Hospital colaboró ​​con ingenieros y científicos de la Universidad de Drexel, Northeastern University y Duke University.

El trabajo de Levy introduce un nuevo sistema de administración a una tecnología médica existente:stents desplegados por catéter. Los pacientes con enfermedades cardíacas suelen recibir este tipo de stents, Andamios metálicos estrechos que ensanchan un vaso sanguíneo parcialmente obstruido. Estos stents suelen estar recubiertos con fármacos antiproliferativos como paclitaxel. El paclitaxel inhibe la acumulación de células de músculo liso dentro del stent que provocan una obstrucción.

Sin embargo, Los stents liberadores de fármacos actuales tienen sus limitaciones. Contienen una dosis fija de medicación, bueno para un solo lanzamiento. En un número significativo de pacientes, Ocurre la reobstrucción. El sistema guiado magnéticamente de Levy amplía las posibilidades de los stents, Dado que la focalización magnética permite el uso de dosis más altas, volver a administrar la dosis si los problemas reaparecen y usar más de un tipo de agente para tratar un vaso sanguíneo con un stent.

Levy hizo uso de la nanotecnología:la aplicación de materiales extremadamente pequeños. Su equipo de laboratorio creó nanopartículas, aproximadamente 290 nanómetros de ancho, hecho de un polímero biodegradable e impregnado de magnetita, un óxido de hierro. (Un nanómetro es una millonésima parte de un milímetro; estas nanopartículas son de diez a 100 veces más pequeñas que los glóbulos rojos). La magnetita de las partículas responde fuertemente a un campo magnético. Al ser biodegradable, las partículas se descomponen de forma segura en el cuerpo después de liberar su carga útil.

El equipo de Levy implantó por primera vez stents de acero inoxidable en las arterias carótidas de ratas vivas. Después de inyectar nanopartículas cargadas con paclitaxel en las arterias de la rata a través de un catéter, produjeron un campo magnético uniforme alrededor de cada rata durante cinco minutos. El campo magnético comparable a la producida por las máquinas de resonancia magnética existentes, pero una décima parte más fuerte, magnetizado tanto los stents como las nanopartículas, e introdujo las partículas en los stents y el tejido arterial cercano.

Los investigadores insertaron stents y nanopartículas en un grupo de ratas de control, pero sin utilizar un campo magnético. Cinco días después de recibir la infusión de nanopartículas, los animales tratados magnéticamente tenían de cuatro a 10 veces más partículas en sus arterias con stent que los animales de control.

Es más, el uso de campos magnéticos para concentrar el tratamiento tuvo un efecto duradero. Catorce días después de usar el campo magnético y una dosis única de paclitaxel encapsulado en nanopartículas magnéticas, Los investigadores encontraron que las arterias de las ratas tenían una reestenosis significativamente menor que la encontrada en las arterias de las ratas de control que no tenían tratamiento magnético.

Durante los últimos años, Levy y sus colegas han mostrado pruebas de concepto similares en otros estudios con animales, utilizando nanopartículas guiadas magnéticamente para administrar terapia génica y células endoteliales terapéuticas a los stents arteriales. La técnica es versátil, Levy dice:añadiendo que también podría ofrecer una amplia gama de agentes terapéuticos eficaces.

Los stents y los campos magnéticos también pueden ofrecer terapias combinadas. Las nanopartículas pueden transportar diferentes agentes simultáneamente o en diferentes momentos. Dado que los stents permanecen en su lugar, los médicos podrían retirar a los pacientes, administrar agentes terapéuticos a través de catéteres bajo guía magnética. Debido a que el efecto magnético concentra su paquete de administración en el sitio específico de un stent, los médicos podrían lograr efectos más fuertes con dosis generales más bajas de un agente dado. Contribuyendo a la eficacia de la técnica, las nanopartículas basadas en polímeros proporcionaron una liberación sostenida del fármaco durante el curso de 14 días del estudio.

Levy prevé una terapia futura llamada intervención magnética vascular, en el que un paciente recibiría tratamientos regulares de un cirujano vascular o cardiólogo intervencionista que administra dosis de nanopartículas terapéuticas en un nivel bajo, campo magnético uniforme.

Aunque actualmente los stents se utilizan principalmente para pacientes cardíacos, Levy citó una gran necesidad insatisfecha entre los millones de pacientes con enfermedad arterial periférica crónica. En pacientes diabéticos con mala circulación, por ejemplo, los stents liberadores de fármacos han tenido "resultados decepcionantes, "Levy dice, porque las arterias de las piernas son más grandes que las arterias coronarias, y se incluyen dosis de fármaco insuficientes en el revestimiento del stent. "Nuestra técnica ofrece oportunidades para un enfoque novedoso en el que podemos variar las dosis y repetir los tratamientos, " él añade.

En ninos, los stents se utilizan para agrandar mecánicamente estructuras anatómicas para afecciones como la estenosis de la arteria pulmonar periférica, la coartación del defecto cardíaco de la aorta, y defectos del tabique auricular creados por técnicas de intervención para proporcionar sangre oxigenada. Levy sugiere que las nanopartículas guiadas magnéticamente podrían proporcionar medicamentos que podrían mejorar los resultados en cada uno de estos entornos, así como una serie de otras intervenciones basadas en stents que se utilizan en cardiología pediátrica.

Para las nanopartículas guiadas magnéticamente que estudia Levy, las aplicaciones clínicas potenciales aún están en el futuro, pero posiblemente no demasiado distante. Espera asociarse con investigadores clínicos en los próximos años para acercar la intervención magnética vascular a la realidad clínica. "Esta técnica está preparada para convertirse en una nueva plataforma para terapias intervencionistas que podrían ser más seguras y efectivas que los tratamientos actuales". " él dijo.