Los liposomas se utilizan en la medicina contemporánea para transportar y aplicar fármacos y genes en diferentes áreas de tejido del cuerpo. Son pequeñas moléculas lipídicas en forma de burbuja, y un candidato atractivo para el parto porque están compuestos del mismo material que las membranas celulares. Varios tipos de cáncer, por ejemplo, se tratan con terapia con liposomas.
Los liposomas de tamaño nanométrico mejorarían notablemente la precisión y eficacia de la administración de fármacos y genes. Algunas de estas tecnologías ya existen en el mercado y en uso clínico, pero el suministro de células específicas sigue siendo una propiedad que debe explorarse en nanomedicina.
Sanjeev Ranjan ha estudiado el uso de nanopartículas de liposomas en el tratamiento de trastornos del oído interno. Su tesis doctoral para el Departamento de Ingeniería Biomédica y Ciencias Computacionales de la Universidad de Aalto analiza la fabricación de nanoliposomas, su uso en la administración de fármacos y genes, y también en técnicas de imagen. Con más investigación, Ranjan espera que todas estas propiedades se combinen en una sola nanopartícula multifuncional.
"Los liposomas son actualmente las nanopartículas más avanzadas para administrar fármacos y genes in vivo. Su principal problema es que no pueden dirigirse exactamente a las células deseadas con alta eficiencia". "Señala Ranjan.
La investigación de Ranjan ha sido parte del proyecto financiado con fondos europeos NanoEar que abarca 24 universidades. La OMS estimó en 2004 que al menos 275 millones de personas sufren pérdida auditiva o sordera en todo el mundo. NanoEar tiene como objetivo proporcionar nanopartículas multifuncionales para la terapia clínica.
Fármacos y genes aplicados con precisión de célula a célula mediante nanoliposomas
Con la nanotecnología es posible una orientación muy precisa de la terapia con liposomas. Ranjan y sus colegas han ideado una nueva técnica de ultrasonido para fabricar nanopartículas de liposomas, que puede llegar al oído interno y al interior de la cóclea.
"La técnica es muy rápida, no invasivo no hay perdida de materiales, y se puede usar a gran escala:todos estos son beneficios en comparación con los nanoliposomas preparados con otros métodos de ultrasonido disponibles actualmente, "Explica Ranjan.
En terapia génica, Se introducen genes extraños en el cuerpo para corregir las deficiencias. En el oído interno dentro de la cóclea, hay neuronas llamadas células ciliadas, daños que provoquen pérdida de audición.
Una ilustración esquemática de un liposoma multifuncional ideal con fármacos y genes encapsulados, agente de imagen, agente penetrante de células y resto de direccionamiento específico.
Ranjan y sus colegas han estudiado la entrega dirigida de liposomas encapsulados con genes Math1, que ayudan a las células ciliadas a sobrevivir. Han diseñado péptidos con modelado informático y presentación de fagos y los han conjugado con las nanopartículas de liposomas para que se administren en la cóclea.
"Las nanopartículas se introducen en receptores específicos en células específicas, y el nuevo gen encapsulado comenzará a expresarse en las células.
"El suplemento clínico actual para este tipo de tratamiento es un implante coclear muy caro. Nuestra investigación podría hacer que el tratamiento de los daños de la cóclea sea mucho más asequible y accesible".
Para controlar eficazmente el funcionamiento de las partículas, Se necesitan técnicas de visualización. Ranjan ha estudiado la aplicabilidad de la resonancia magnética (MRI) a los nanoliposomas. Las partículas se pueden rastrear con MRI etiquetándolas con sustancias visualizadoras.
"Es fundamental que los médicos puedan visualizar el oído interno. No hay forma de obtener una imagen directa del interior de la cóclea, que se encuentra dentro de las estructuras óseas del cráneo. Desarrollamos nanopartículas de las que se pueden obtener imágenes con resonancia magnética en la cóclea ".
¿Nanopartículas multifuncionales para romper la nanomedicina?
Todas las propiedades que Ranjan ha estudiado en los nanoliposomas (administración de fármacos y genes dirigidos y trazabilidad con resonancia magnética) podrían combinarse en una nanopartícula multifuncional.
"Tienen una gran demanda en nanomedicina. Las partículas que contienen agentes de contraste de resonancia magnética que hemos diseñado son un paso hacia la realización de la multifuncionalidad".
La investigación sobre la fabricación de nanopartículas multifuncionales está muy avanzada en el grupo de investigación de Ranjan. Ranjan y su supervisor, el profesor Paavo Kinnunen, están planificando la puesta en marcha de una empresa para comercializar su investigación en un producto para uso clínico.
"Ya estamos muy avanzados en la tecnología y con nuestro prototipo de producto, "confirma el profesor Kinnunen.
