Un equipo de ingenieros químicos de la Universidad de Rhode Island ha desarrollado un nuevo sistema para la administración controlada de fármacos utilizando nanopartículas incrustadas en un liposoma que pueden activarse mediante campos electromagnéticos no invasivos.

El descubrimiento de los profesores de URI Geoffrey Bothun y Arijit Bose y el estudiante graduado Yanjing Chen fue publicado en la edición de junio de ACS Nano .

Según Bothun, Los liposomas son estructuras esféricas diminutas a nanoescala hechas de lípidos que pueden atrapar diferentes moléculas de fármacos en su interior para su uso en la administración de esos fármacos a lugares específicos del cuerpo. Las nanopartículas de óxido de hierro superparamagnéticas que los investigadores incrustan en la capa del liposoma liberan el fármaco haciendo que la capa tenga fugas cuando se activa con calor en un campo electromagnético de corriente alterna que opera a frecuencias de radio.

"Hemos demostrado que podemos controlar la velocidad y el alcance de la liberación de una molécula de fármaco modelo variando la carga de nanopartículas y la intensidad del campo magnético, ", explicó Bothun." Obtenemos una liberación rápida de la droga con calentamiento del campo magnético en cuestión de 30 a 40 minutos, y sin calentamiento hay una mínima fuga espontánea del fármaco desde el liposoma ".

Bothun dijo que los liposomas se autoensamblan porque las porciones de los lípidos son hidrofílicas (tienen una fuerte afinidad por el agua) y otras son hidrofóbicas (evitan el agua). Cuando mezcla lípidos y nanopartículas en un solvente, agrega agua y evapora el solvente, los materiales se ensamblan automáticamente en liposomas. Las nanopartículas hidrófobas y los lípidos se unen para formar la capa del liposoma, mientras que las moléculas de la droga amantes del agua se capturan dentro de la cáscara esférica.

"El concepto de cargar nanopartículas dentro de la capa hidrófoba para enfocar la activación es completamente nuevo, ", Dijo Bothun." Funciona porque la filtración de la cáscara es, en última instancia, lo que controla la liberación de las drogas ".

El siguiente paso en la investigación es diseñar y optimizar conjuntos de liposomas / nanopartículas que puedan apuntar a las células cancerosas u otras células que causan enfermedades. Ya se están realizando estudios de células cancerosas in vitro en colaboración con el profesor de farmacia de la URI, Matthew Stoner.

"Estamos funcionalizando los liposomas colocando diferentes lípidos para ayudar a estabilizarlos y apuntarlos para que puedan buscar tipos particulares de células cancerosas". ", dijo." Estamos construyendo liposomas que se adhieren a determinadas células o regiones tumorales ".

Bothun dijo que la investigación sobre nanomedicina es muy prometedora, pero aún quedan muchos retos por superar, y el objetivo de las células apropiadas puede ser el mayor desafío.

"Cualquier habilidad para atacar el fármaco es mejor que un fármaco que va a todas partes de su sistema y genera efectos fuera del objetivo, " él dijo, observando que la pérdida de cabello y las náuseas de los medicamentos contra el cáncer son el resultado de las altas concentraciones de medicamento necesarias para el tratamiento y el efecto del medicamento en las células no diana. "Si puede llevar un ensamblado a un sitio de destino sin perder su contenido en el proceso, ese es el santo grial ".