(Phys.org) —La forma más común de accidentes cerebrovasculares es causada por una reducción repentina del flujo sanguíneo al cerebro (isquemia) que conduce a un suministro inadecuado de oxígeno y nutrientes. Estos llamados accidentes cerebrovasculares isquémicos son una de las principales causas de muerte y discapacidad en los países industrializados. Si no se solucionan de inmediato con una intervención médica, áreas del cerebro pueden morir. En la revista Angewandte Chemie, Investigadores coreanos han propuesto ahora un nuevo enfoque para el tratamiento complementario:las nanopartículas de Ceria podrían atrapar los compuestos reactivos de oxígeno que resultan de la isquemia y hacer que las células mueran.

Cuando el flujo de sangre a áreas del cerebro está restringido, compuestos reactivos de oxígeno como aniones de radicales superóxido (O2 ^{• -} ), peróxido de hidrógeno (H ₂ O ₂ ), y radicales hidroxilo (HO ^{• -} ) se forman y se acumulan. Estas especies causan daño oxidativo y son responsables del daño tisular y la muerte celular durante un accidente cerebrovascular. Las conexiones nerviosas y las unidades neurovasculares se destruyen y la función del cerebro en estas áreas se detiene. A pesar de varios tratamientos que combaten principalmente las causas de la reducción del flujo sanguíneo, como trombosis, no ha habido forma de proteger los nervios del daño oxidativo después de un accidente cerebrovascular isquémico agudo. Seung-Hoon Lee, Taeghwan Hyeon, y su equipo de la Universidad Nacional de Seúl esperan que las nanopartículas hechas de ceria puedan representar un nuevo enfoque de tratamiento.

Las células contienen enzimas que pueden descomponer las especies reactivas del oxígeno:superóxido dismutasas, que convierten los aniones superóxido en peróxido de hidrógeno; y catalasa, que divide el peróxido de hidrógeno. Las nanopartículas de ceria pueden hacer ambas cosas. ¿Como funciona esto? El cerio en cristales de ceria está presente en forma de Ce ⁴⁺ . Sin embargo, si el tamaño de partícula se reduce a unos pocos nanómetros de diámetro, a algunos puntos de la superficie les faltan átomos de oxígeno. Estos lugares tienen Ce ³⁺ en lugar de, que se puede reducir fácilmente a Ce ⁴⁺ y puede unir oxígeno de forma reversible.

Los investigadores trataron cultivos celulares con una sustancia que aumenta las concentraciones de especies reactivas de oxígeno, lo que conduce a un aumento de la muerte celular. El tratamiento con nanopartículas de óxido de cerio mejoró drásticamente la tasa de supervivencia celular. En ensayos con animales, los investigadores indujeron accidentes cerebrovasculares isquémicos en ratas. Las nanopartículas de ceria administradas por vía intravenosa redujeron considerablemente el volumen sistólico y el daño nervioso. Un optimizado es necesaria una dosis cuidadosamente equilibrada, sin embargo.

Curiosamente, las concentraciones de nanopartículas de ceria en las áreas sanas del cerebro eran muy bajas, mientras que los de las áreas isquémicas se elevaron drásticamente. Los investigadores especulan que las nanopartículas de ceria apenas pueden atravesar la barrera hematoencefálica intacta. Sin embargo, la barrera está dañada en las áreas isquémicas, permitiendo llegar a las áreas enfermas del cerebro y detener el daño oxidativo.