Se han logrado avances significativos en quimioterapia durante la última década, pero dirigir los medicamentos a las células cancerosas mientras se evitan los tejidos sanos sigue siendo un desafío importante.

La nanotecnología ha abierto nuevas vías para la administración de fármacos dirigida, incluido el uso de nanoportadores, o cápsulas, que puede transportar cargas de terapias de moléculas pequeñas a lugares específicos del cuerpo.

¿La captura? Estos portadores son diminutos y importa cuán pequeños sean. Cambie el tamaño de 10 nanómetros a 100 nanómetros, y los medicamentos pueden terminar en las células u órganos incorrectos y, por lo tanto, dañar los tejidos sanos.

Una suposición común es que una vez que se crea un nanoportador, mantiene su tamaño y forma tanto en el estante como en el cuerpo.

Sin embargo, trabajo reciente de un grupo de investigadores dirigido por Thomas H. Epps, III, y Millicent Sullivan en el Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de la Universidad de Delaware ha demostrado que los procedimientos de rutina en el manejo y procesamiento de soluciones de nanoportadores pueden tener una influencia significativa en el tamaño y la forma de estas estructuras minúsculas.

Sus hallazgos se informan en un artículo, "Evolución del tamaño de conjuntos de soluciones macromoleculares altamente anfifílicas a través de una vía bimodal distinta, " publicado en Comunicaciones de la naturaleza el 7 de abril.

Sullivan explica que los agentes quimioterapéuticos están diseñados para afectar los procesos relacionados con la división celular. Por lo tanto, no solo matan las células cancerosas, sino que también son tóxicas para otras células que proliferan rápidamente, como las de los folículos pilosos y la médula ósea. Los efectos secundarios pueden variar desde la caída del cabello hasta el sistema inmunológico comprometido.

"Nuestro objetivo es administrar medicamentos de manera más selectiva y específica a las células cancerosas, "Dice Sullivan." Queremos secuestrar la droga para poder controlar cuándo y dónde tiene un impacto ".

Aunque existen varias rutas para crear nanocápsulas portadoras de fármacos, Existe un interés creciente en el uso de polímeros para esta aplicación.

"El autoensamblaje molecular de polímeros ofrece la capacidad de crear uniformes, estructuras adaptables de tamaño y forma predeterminados, "Dice Epps." El problema radica en asumir que una vez que se producen, no cambian ".

Resulta que sí cambian y cambios muy pequeños pueden tener un impacto muy grande.

"A 75 nanómetros, un nanoportador puede entregar su carga directamente a un tumor, "Dice Epps." Pero con una agitación vigorosa, puede crecer hasta 150 nanómetros y acumularse en el hígado o el bazo. Tan simple agitación puede alterar por completo el perfil de distribución del complejo nanoportador-fármaco en el cuerpo ".

El trabajo tiene implicaciones importantes para la producción, almacenamiento, y uso de sistemas de administración de fármacos basados ​​en nanopartículas.

Sobre la investigación

Los investigadores utilizaron una variedad de técnicas experimentales, incluida la microscopía electrónica de transmisión criogénica (cryo-TEM), dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS), dispersión de neutrones de ángulo pequeño (SANS), y dispersión dinámica de la luz (DLS):para sondear los efectos de las condiciones comunes de preparación sobre la estabilidad a largo plazo de las estructuras autoensambladas.

El trabajo se llevó a cabo en colaboración con el Centro de Ciencia de Neutrones de la Universidad y el Centro de Investigación de Neutrones del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología.

Elizabeth Kelley es coautora del artículo, Ryan Murphy, Jonathan Seppala, Thomas Smart, y Sarah Hann.

Thomas H. Epps, III, es la Cátedra Thomas y Kipp Gutshall de Ingeniería Química y Biomolecular, y Millicent Sullivan es profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular.