Aterosclerosis resultando en un estrechamiento de las arterias y el desarrollo de enfermedades cardiovasculares, es la principal causa de muerte en todo el mundo. Hasta ahora, ningún tratamiento podría apuntar exclusivamente a las áreas enfermas, para aumentar la eficacia del fármaco y reducir los efectos secundarios. Para ayudar a cerrar esta brecha, un grupo de investigadores suizos de UNIGE, HUG y la Universidad de Basilea han desarrollado una verdadera 'bomba de tiempo, 'un tratamiento que puede reconocer las áreas enfermas y tratar solo a ellas.
En Suiza, más de 20, 000 personas (37% de todas las muertes) mueren de enfermedades cardiovasculares causadas por aterosclerosis cada año. Las opciones de tratamiento están actualmente disponibles para las personas que padecen la enfermedad, pero ningún medicamento puede dirigirse únicamente a las áreas enfermas. a menudo conduce a efectos secundarios generalizados. Inyección intravenosa de un vasodilatador (una sustancia que dilata los vasos sanguíneos), como la nitroglicerina, dilata tanto los vasos enfermos como el resto de nuestras arterias. Por tanto, la presión arterial puede descender, lo que limitaría el aumento de flujo sanguíneo deseado generado por la vasodilatación de vasos enfermos y necesario, por ejemplo, durante un ataque cardíaco.
Para aumentar la eficacia de los tratamientos contra la aterosclerosis y reducir los efectos secundarios, un equipo de investigadores de UNIGE, HUG y la Universidad de Basilea han desarrollado nanocontenedores que tienen la capacidad de liberar su contenido vasodilatador exclusivamente en áreas enfermas.
Nanotecnología en medicina
Aunque no se ha identificado ningún biomarcador específico de la aterosclerosis, Existe un fenómeno físico inherente a la estenosis (el estrechamiento de los vasos sanguíneos) conocido como esfuerzo cortante. Esta fuerza resulta de las fluctuaciones en el flujo sanguíneo inducidas por el estrechamiento de la arteria y corre paralela al flujo sanguíneo. Aprovechando este fenómeno, el equipo de investigadores ha desarrollado una auténtica «bomba de tiempo», un nanocontenedor que, bajo la presión del esfuerzo cortante en las arterias estenosadas, liberará su contenido vasodilatador.
Al reorganizar la estructura de ciertas moléculas (fosfolípidos) en nanocontenedores clásicos como el liposoma, los científicos pudieron darles una forma lenticular en contraposición a la forma esférica normal. En forma de lente, el nanocontenedor luego se mueve a través de las arterias sanas sin romperse. Este nuevo nanocontenedor es perfectamente estable, excepto cuando se somete al esfuerzo cortante de las arterias estenosadas. Y esa es exactamente la intención de este avance tecnológico. El contenido de vasodilatador se distribuye solo a las arterias estenóticas, aumentando significativamente la eficacia del tratamiento y reduciendo los efectos secundarios. "En breve, explotamos un aspecto previamente inexplorado de una tecnología existente. Esta investigación ofrece nuevas perspectivas en el tratamiento de pacientes con enfermedad cardiovascular, "explica Andreas Zumbuehl del Departamento de Química Orgánica de UNIGE.
"La nanomedicina es una disciplina que nace de la nanociencia general pero que se orienta hacia la investigación médica. La colaboración interdisciplinar entre la química, física, la ciencia básica y la medicina clínica en un entorno altamente técnico podría conducir a una nueva era de investigación, "afirma Till Saxer de los Departamentos de Cardiología y Medicina Interna General de HUG.
"El componente nano está presente en todas las disciplinas, pero el aspecto más interesante de la nanomedicina es su visión general que permite el desarrollo de productos clínicos que integran este punto de vista médico global desde el inicio de los proyectos de investigación, "afirma Bert Müller, Director del Centro de Ciencias de Biomateriales (BMC) de Basilea.
Cuando la química se involucra
¿Cómo lograron los científicos cambiar la forma de los nanocontenedores para que se parecieran a una lente? Al reorganizar la estructura de las moléculas, Los químicos de UNIGE reemplazaron el enlace éster que une las dos partes del fosfolípido (cabeza y cola), con un enlace amida, un compuesto orgánico que promueve la interacción entre fosfolípidos. Una vez modificado, las moléculas se hidratan y luego se calientan para formar una esfera líquida que se relajará para solidificarse en forma de lente al enfriarse.
Luego, los investigadores modelaron el sistema cardiovascular utilizando tubos de polímero bloqueados en diversos grados para representar arterias sanas y estenóticas. Próximo, Se conectó una bomba extracardíaca artificial a estas arterias para reproducir el esfuerzo cortante inducido por el estrechamiento de los vasos. El nanocontenedor se inyectó en el sistema y se tomaron muestras de áreas sanas y estenosadas. Resulta que el fármaco activo se encontró en concentraciones más altas en áreas enfermas que en áreas no enfermas y que las concentraciones allí fueron significativamente mayores que si el fármaco se hubiera distribuido de manera homogénea.
