(Phys.org) —En un nuevo estudio, un recubrimiento "bioadhesivo" desarrollado en la Universidad de Brown mejoró significativamente la absorción intestinal en el torrente sanguíneo de nanopartículas que algún día podrían transportar fármacos proteicos como la insulina. Este paso es necesario para los medicamentos que se toman por vía oral, en lugar de inyectarse directamente en la sangre.

Para que los medicamentos a base de proteínas, como la insulina, se administren por vía oral en lugar de inyectarse, Los bioingenieros necesitan encontrar una manera de transportarlos de manera segura a través del estómago hasta el intestino delgado, donde pueden ser absorbidos y distribuidos por el torrente sanguíneo. El progreso ha sido lento pero en un nuevo estudio, Los investigadores informan de un avance tecnológico importante:muestran que un recubrimiento "bioadhesivo" aumentó significativamente la absorción intestinal de nanopartículas de polímero en ratas y que las nanopartículas se administraron a los tejidos de todo el cuerpo de una manera que podría potencialmente controlarse.

"Los resultados de estos estudios brindan un fuerte apoyo para el uso de polímeros bioadhesivos para mejorar la absorción de nanopartículas y micropartículas en el intestino delgado para la administración oral de medicamentos". "escribieron los investigadores en el Diario de liberación controlada , dirigido por la autora correspondiente Edith Mathiowitz, profesor de ciencias médicas en la Universidad de Brown.

Mathiowitz, quien enseña en el Departamento de Farmacología Molecular de Brown, Fisiología, y biotecnología, ha estado trabajando durante más de una década para desarrollar recubrimientos bioadhesivos que pueden hacer que las nanopartículas se adhieran al revestimiento de la mucosa del intestino para que sean absorbidas por sus células epiteliales y transferidas al torrente sanguíneo. La idea es que los medicamentos a base de proteínas se transporten en las nanopartículas.

En el nuevo estudio, que apareció en línea el 21 de junio Mathiowitz puso uno de sus recubrimientos más prometedores, una sustancia química llamada PBMAD, a la prueba tanto en la mesa de laboratorio como en modelos animales. Mathiowitz y sus colegas han solicitado una patente relacionada con el trabajo, que sería asignado a la Universidad de Brown.

En experimentos anteriores, Mathiowitz y su grupo han demostrado no solo que PBMAD tiene propiedades bioadhesivas, pero también que resiste el ambiente ácido del estómago y luego se disuelve en el pH más alto del intestino delgado.

Adherirse, absorber, llegar

Los resultados recientemente publicados se centraron en la cuestión de cuántas partículas, ya sea recubierto con PBMAD o no, sería absorbido por el intestino y distribuido a los tejidos. Para un seguimiento más fácil en todo el cuerpo, El equipo de Mathiowitz usó deliberadamente partículas experimentales y de control hechas de materiales que el cuerpo no descompondría. Debido a que eran "no erosionables", las partículas no llevaban ningún medicamento.

Los investigadores utilizaron partículas de unos 500 nanómetros de diámetro hechas de dos materiales diferentes:poliestireno, que se adhiere bastante bien al revestimiento de la mucosa del intestino, y otro plástico llamado PMMA, eso no es. Cubrieron algunas de las partículas de PMMA en PBMAD, para ver si el recubrimiento bioadhesivo puede hacer que las partículas de PMMA se adhieran de manera más confiable al intestino y luego sean absorbidas.

Primero el equipo, incluidos los autores Joshua Reineke de Wayne State University y Daniel Cho de Brown, realizó pruebas básicas de laboratorio para ver qué tan bien se adhería cada tipo de partículas. Las partículas recubiertas de PBMAD demostraron tener la mayor adherencia al tejido intestinal, se une con más del doble de fuerza que las partículas de PMMA sin revestir y aproximadamente 1,5 veces más fuerte que las partículas de poliestireno.

El experimento principal, sin embargo, implicó inyectar dosis de las diferentes partículas en los intestinos de las ratas para ver si serían absorbidas y dónde se podían encontrar las que fueron absorbidas cinco horas después. Algunas ratas recibieron una dosis de partículas de poliestireno, algunos obtuvieron el PMMA sin recubrimiento y otros obtuvieron las partículas de PMMA recubiertas de PBMAD.

Las mediciones mostraron que las ratas absorbieron el 66,9 por ciento de las partículas recubiertas de PBMAD, 45,8 por ciento de las partículas de poliestireno y sólo 1,9 por ciento de las partículas de PMMA sin revestir.

Mientras tanto, las diferentes partículas tenían perfiles de distribución muy diferentes alrededor del cuerpo. Más del 80 por ciento de las partículas de poliestireno que se absorbieron fueron al hígado y otro 10 por ciento a los riñones. Las partículas de PMMA, recubierto o no, encontraron su camino a una variedad mucho más amplia de tejidos, aunque en diferentes distribuciones. Por ejemplo, las partículas recubiertas de PBMAD tenían muchas más probabilidades de llegar al corazón, mientras que los sin recubrimiento tenían muchas más probabilidades de llegar al cerebro.

Potencial farmacéutico

El hecho aparente de que las diferentes propiedades superficiales de las partículas de tamaño similar tuvieran distribuciones tan distintas en los tejidos de las ratas después del mismo período de cinco horas sugiere que los científicos podrían aprender a sintonizar partículas para llegar a partes específicas del cuerpo. esencialmente dirigidas a dosis de medicamentos que se toman por vía oral, Mathiowitz dijo.

"La distribución en el cuerpo se puede controlar de alguna manera con el tipo de polímero que usa, " ella dijo.

Por ahora, ella y su grupo han estado trabajando arduamente para determinar la biofísica de cómo los intestinos absorben las partículas recubiertas de PBMAD. También se necesita hacer más trabajo, por ejemplo, para demostrar la entrega real de medicamentos a base de proteínas en cantidad suficiente a los tejidos donde se necesitan.

Pero Mathiowitz dijo que los nuevos resultados le dan una confianza considerable.

"Lo que esto significa ahora es que si cubro correctamente las nanopartículas bioerosionables, Puedo mejorar su aceptación ", dijo." Las nanopartículas bioerosionables son lo que en última instancia nos gustaría utilizar para suministrar proteínas. La pregunta que abordamos en este documento es cuánto podemos entregar. Los números que vimos hacen que el objetivo sea más factible ".

Otra frontera para la entrega de nanopartículas es idear un método seguro para fabricar nanopartículas, Mathiowitz dijo:pero, "Ya hemos desarrollado métodos seguros y reproducibles para encapsular proteínas en diminutas nanopartículas sin comprometer su actividad biológica".