Nanotubos de carbon, o pequeños cilindros huecos de láminas de carbono de un átomo de espesor, tienen un potencial increíble para una amplia variedad de aplicaciones debido a su resistencia, flexibilidad, y otras propiedades excepcionalmente poderosas. Son particularmente prometedores en aplicaciones de nanotecnología y electrónica, pero Kris Dahl y Mohammad Islam de la Universidad Carnegie Mellon están en una misión interdisciplinaria para dar un nuevo uso a estos nanotubos de carbono:en medicina.

Combinando sus respectivos campos de especialización, Dahl, profesor asociado de Ingeniería Química e Ingeniería Biomédica, y el Islam, un profesor asociado de investigación de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Han trabajado juntos durante años para responder a muchas preguntas relacionadas con el uso de estructuras basadas en nanotubos de carbono para la administración de fármacos.

A través de los años, Dahl y el Islam han logrado avances significativos en la investigación biomédica de nanotubos de carbono, solo en 2016, ya han publicado dos artículos que detallan su investigación relacionada con la ingeniería de proteínas que envuelven tipos específicos de medicamentos para que se administren de manera más efectiva. Los medicamentos, cuando se entrega a las células del cuerpo, sentarse en la superficie de los nanotubos de carbono, luego están cubiertos por proteínas.

Imagínate alimentar a un perro con una pastilla. Con el fin de hacerlo, uno lo envolvería en queso para enmascarar el medicamento y hacerlo más atractivo. En un sentido similar, para mejorar la administración de fármacos, Dahl e Islam han diseñado proteínas que envuelven los nanotubos de carbono recubiertos de drogas. Las celdas, que aman estas proteínas, tomar la droga con mayor facilidad, de la misma manera que un perro se comería más fácilmente la píldora recubierta de queso.

"Lo mejor de usar nanotubos de carbono para administrar medicamentos es que, científicamente, son solo carbono, "explica Dahl." Son similares al grafito en los lápices, diamante, o char:simplemente están organizados de una manera diferente. Pero debido a que están enrejados de esta manera, las células no las descomponen. Otra ventaja de este método de administración de fármacos es el hecho de que estos nanotubos son casi completamente inertes para la célula. Puede obtener decenas de millones de ellos dentro de la celda antes de que haya un impacto real en la celda, y eso significa que puede administrar una gran cantidad de un medicamento y realmente no altera las células ".

Los dos artículos publicados este año, titulado "Entrega intracelular mejorada de pequeñas moléculas y fármacos a través de dispersiones ternarias no covalentes de nanotubos de carbono de pared única" y "Entrega de nanotubos de carbono de pared simple al núcleo utilizando dominios de proteínas nucleares diseñados, "son un gran paso en el avance de este campo. Si es más probable que las células absorban grandes cantidades del fármaco que se administra, entonces la eficacia de la droga aumenta significativamente.

¿La siguiente pregunta a abordar? Cómo apuntar a células específicas.

"Ahora que entendemos cómo dispersar los nanotubos de carbono, cómo controlar la toxicidad, cómo entregarlos a las celdas, cómo detectarlos o identificar dónde están en la celda; ahora estamos en un lugar donde podemos comenzar a apuntar a células específicas, "dice el Islam." Debido a que los nanotubos de carbono tienen un área de superficie tan alta y entran en la célula por millones, puede tener una eficiencia muy alta de entrega a una celda específica ".

En junio, Dahl e Islam presentarán aspectos de este trabajo en el Simposio de nanoestructuras de carbono en medicina y biología de la conferencia de la Sociedad Electroquímica. un lugar de encuentro donde los líderes en el campo han debatido durante mucho tiempo los avances en la tecnología y la ciencia de los nanomateriales. Dahl e Islam están orgullosos de que su colaboración haya permitido la innovación en el área de bionanomedicina y administración de fármacos. encarnando el espíritu Carnegie Mellon de investigación interdisciplinaria.