Un equipo de científicos ha creado partículas que reflejan de cerca algunas de las propiedades clave de los glóbulos rojos, potencialmente ayudando a allanar el camino para el desarrollo de sangre sintética.
El nuevo descubrimiento, esbozado en un estudio que aparece en la edición temprana en línea de la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias durante la semana del 10 de enero, 2011:también podría conducir a tratamientos más efectivos para afecciones médicas potencialmente mortales como el cáncer.
Los investigadores de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill utilizaron tecnología conocida como PRINT (Replicación de partículas en plantillas no humectantes) para producir partículas de hidrogel muy suaves que imitan el tamaño, forma y flexibilidad de los glóbulos rojos, permitiendo que las partículas circulen en el cuerpo durante períodos prolongados de tiempo.
No se han realizado pruebas de la capacidad de las partículas para realizar funciones como transportar oxígeno o transportar fármacos terapéuticos. y no permanecen en el sistema cardiovascular tanto tiempo como los glóbulos rojos reales.
Sin embargo, los investigadores creen que los hallazgos, especialmente con respecto a la flexibilidad, son significativos porque los glóbulos rojos se deforman naturalmente para pasar a través de poros microscópicos en órganos y vasos sanguíneos estrechos. Durante su vida útil de 120 días, Las células reales se vuelven gradualmente más rígidas y finalmente se filtran fuera de la circulación cuando ya no pueden deformarse lo suficiente como para pasar a través de los poros del bazo. Hasta la fecha, Los intentos de crear imitadores de glóbulos rojos eficaces han sido limitados porque las partículas tienden a filtrarse rápidamente fuera de la circulación debido a su inflexibilidad.
Más allá de acercarse a producir sangre completamente sintética, los hallazgos podrían afectar los enfoques para tratar el cáncer. Las células cancerosas son más suaves que las células sanas, permitiéndoles alojarse en diferentes lugares del cuerpo, que conduce a la propagación de la enfermedad. Las partículas cargadas de medicamentos para combatir el cáncer que pueden permanecer en circulación por más tiempo pueden abrir la puerta a enfoques de tratamiento más agresivos.
"La creación de partículas para una circulación prolongada en el torrente sanguíneo ha sido un desafío importante en el desarrollo de sistemas de administración de fármacos desde el principio, "dijo Joseph DeSimone, Doctor., el co-investigador principal del estudio, Profesor Eminente del Canciller de Química en la Facultad de Artes y Ciencias de la UNC, miembro del Centro Integral de Cáncer Lineberger de la UNC y Profesor Distinguido de Ingeniería Química William R. Kenan Jr. en la Universidad Estatal de Carolina del Norte. "Aunque tendremos que considerar la deformabilidad de las partículas junto con otros parámetros cuando estudiemos el comportamiento de las partículas en el cuerpo humano, creemos que este estudio representa un verdadero cambio de juego para el futuro de la nanomedicina ".
Chad Mirkin, Doctor., Profesor George B. Rathmann de Química en la Universidad Northwestern, dijo que la capacidad de imitar los procesos naturales de un cuerpo con fines medicinales ha sido un objetivo evasivo de los investigadores desde hace mucho tiempo. "Estos hallazgos son significativos debido a la capacidad de sintetizar de forma reproducible partículas a escala micrométrica con deformabilidad ajustable que pueden moverse a través del cuerpo sin restricciones como lo hacen los glóbulos rojos". abre la puerta a una nueva frontera en el tratamiento de enfermedades, "dijo Mirkin, quien también es miembro del Consejo de Asesores en Ciencia y Tecnología del presidente Obama y director del Instituto Internacional de Nanotecnología de Northwestern.
Los investigadores de la UNC diseñaron el material de hidrogel para el estudio para producir partículas de diferente rigidez. Luego, utilizando la tecnología PRINT, una técnica inventada en el laboratorio de DeSimone para producir nanopartículas con control sobre el tamaño, forma y química:crearon moldes, que se llenaron con la solución de hidrogel y se procesaron para producir miles de discos con forma de glóbulos rojos, cada uno tiene apenas 6 micrómetros de diámetro.
Luego, el equipo probó las partículas para determinar su capacidad para circular en el cuerpo sin ser filtradas por varios órganos. Cuando se prueba en ratones, las partículas más flexibles duraron 30 veces más que las más rígidas:las partículas menos flexibles desaparecieron de la circulación con una vida media de 2,88 horas, en comparación con 93,29 horas para los más flexibles. La rigidez también influyó en el lugar en el que terminaron las partículas:las partículas más rígidas tendían a alojarse en los pulmones, pero las partículas más flexibles no lo hicieron; en lugar de, fueron removidos por el bazo, el órgano que normalmente elimina los glóbulos rojos viejos y reales.
