La nanomedicina se enfrenta a dos desafíos principales:controlar la síntesis de vectores extremadamente pequeños que contienen uno o varios ingredientes activos y liberar estos agentes en el lugar correcto en el momento adecuado, en formas y dosis controladas. Investigadores del Laboratorio de Química de Polímeros Orgánicos (Institut Polytechnique de Bordeaux, Francia) han encapsulado recientemente nanovesículas dentro de vesículas un poco más grandes. Esta estructura de "muñeca rusa" imita la organización de los compartimentos celulares. Reproducirlo es un primer paso importante para desencadenar reacciones controladas dentro de la estructura de la célula. Este trabajo ya está abriendo nuevas posibilidades en términos de encapsulación múltiple, reactores compartimentados y la administración de vectores a través de nuevas vías de administración (por ejemplo, absorción oral). Estos resultados se publicaron el 27 de enero de 2012, en Edición internacional Angewandte Chemie .

Los principales nanovectores para la administración de fármacos que se han estudiado hasta ahora son las vesículas lipídicas o "liposomas". Hace unos 10 años se descubrieron análogos de estos vectores basados ​​en polímeros y conocidos como “polimerosomas”. Tienen varias ventajas sobre los liposomas:son más estables e impermeables, se "funcionalizan" y "modulan" más fácilmente (es posible, por ejemplo, para sintetizar polímeros sensibles al calor o polímeros que reconocen tipos particulares de células, como las células tumorales en particular). Durante los últimos 10 años, el equipo coordinado por Sébastien Lecommandoux ha estado desarrollando polimerosomas “inteligentes” a partir de polipéptidos cuyas propiedades y estructuras son análogas a las de los virus.

Los investigadores ahora están llevando más allá este mimetismo biológico y la inspiración, encapsulando polimerosomas entre sí. Esta compartimentación imita la estructura de las células, que se componen a su vez de compartimentos (pequeños orgánulos internos, donde ocurren miles de interacciones y reacciones todos los días) y un citoplasma viscoelástico, proporcionando a la celda un grado de estabilidad mecánica. Sin embargo, formar tales polimerosomas encapsulados de manera controlada no es una tarea fácil.

Los científicos lograron hacerlo mediante el uso de un nuevo método de emulsión / centrifugación que fue rápido, fácil, requirió pocos reactivos y demostró ser muy eficaz. Luego, el equipo utilizó imágenes con marcadores fluorescentes para demostrar la formación de estructuras en las que los polimerosomas estaban encapsulados entre sí. El control de esta compartimentación permite prever la encapsulación de varios compuestos (dentro de múltiples polimerosomas internos) dentro de un único vector. Esto es lo que luego demostraron los investigadores:encapsularon dos poblaciones diferentes de polimerosomas internos dentro de un único polimerosoma más grande. Sus hallazgos indican que debería ser posible incorporar un número mucho mayor de vesículas diferentes dentro del vector. Esto es muy prometedor para la vectorización combinada, en oncología por ejemplo, donde la posibilidad de suministrar diferentes ingredientes activos (algunos de los cuales podrían ser incompatibles de otra manera) a través de un solo vector sería una gran ventaja.

Estas nuevas estructuras también podrían usarse como reactores compartimentados, en catálisis o para aplicaciones biomédicas. Los investigadores encapsularon tres moléculas fluorescentes diferentes (utilizadas como "moléculas modelo de ingrediente activo") en los tres compartimentos comprendidos en estas estructuras:la membrana polimérica externa, la cavidad acuosa del polimerizado externo y la membrana del polimerizado interno. Por lo tanto, Ahora es plausible encapsular diferentes reactivos en los diversos compartimentos de los polimerosomas o desencadenar diferentes reacciones en cascada a voluntad en estos polimerosomas.

Además de proporcionar una protección mejorada para los ingredientes activos encapsulados, este enfoque de empaquetado también facilita el control y permite una modulación más precisa de las propiedades de permeabilidad de las vesículas. Los investigadores modelaron esto en un experimento que involucró la liberación in vitro de un agente contra el cáncer, doxorrubicina (DOX), incorporado en polimerosomas encapsulados internos. DOX se liberó aproximadamente dos veces más rápido de los nanopolimerosomas clásicos que de tales polimerosomas encapsulados dentro de un polimerosoma externo más grande.

Los investigadores son los primeros en haber logrado este tipo de múltiples, encapsulación controlada en vesículas compartimentadas, especialmente polímeros, que también imitan el citoesqueleto, reproduciendo así la estructura de la célula en su totalidad. El siguiente paso será utilizar este sistema para desencadenar reacciones químicas controladas en volúmenes de attolitros (10 ^-18 litros), en un ambiente confinado.