Imagínese un dispositivo que pudiera transportar medicamentos a cualquier sitio enfermo del cuerpo con la ayuda de un pequeño imán. Investigadores de la Universidad de California en San Diego han dado un paso hacia ese objetivo al desarrollar recipientes de tamaño nanométrico, llamados nanobowls, que podrían llenarse con moléculas de fármacos y controlarse con imanes para la entrega guiada a tejidos y órganos específicos, incluido el tejido canceroso, órganos pequeños como el páncreas y áreas de difícil acceso como el cerebro.

"Nuestro objetivo es desarrollar portadores de fármacos que podamos dirigir a cualquier parte del cuerpo, mantenlos allí hasta que liberen su carga útil, luego, diríjalos lejos, todo hecho con un pequeño imán, "dijo Ratneshwar Lal, profesor de bioingeniería, ingeniería mecánica y ciencia de materiales en la Escuela de Ingeniería Jacobs en UC San Diego.

"Más importante, queremos dirigir a estos portadores de medicamentos a lugares del cuerpo donde los medicamentos normalmente no pueden pasar, como la barrera hematoencefálica, "Dijo Lal. Esto ofrecería una nueva forma de atacar y tratar enfermedades cerebrales como la enfermedad de Alzheimer y el glioblastoma, el más maligno de los tumores cerebrales.

En un estudio anterior, Lal y su equipo han demostrado que pueden guiar magnéticamente nanopartículas de forma segura a través de la barrera hematoencefálica en ratones.

Ahora, el equipo ha llevado su investigación un paso más allá al fabricar nano cuencos que podrían usarse para almacenar y transportar medicamentos, y potencialmente usarse para detectar células y tejidos enfermos.

Los nanobowls, que se encuentran en la etapa de prueba de concepto, son nanopartículas de sílice en forma de cuenco, más pequeñas que el ancho de un cabello humano, cubiertas con una capa de oro, con nanopartículas magnéticas de óxido de hierro intercaladas entre las capas de sílice y oro. En un artículo reciente publicado en la revista Nanoescala , Los investigadores demostraron que los nanobowls podían moverse con un pequeño imán, son capaces de entrar en células normales y cancerosas y podrían usarse para detectar la presencia de moléculas de baja abundancia.

Lal señaló que las tres ventajas principales de este sistema son:(1) transporte a ubicaciones específicas utilizando un pequeño campo magnético externo (los sistemas existentes similares requieren un gran campo magnético, como una resonancia magnética, para el transporte); (2) la carga útil se puede liberar bajo demanda utilizando un imán, calor o luz; y (3) el sistema puede mantener la carga útil en un lugar durante mucho tiempo (utilizando un campo magnético controlado), lo que aumentará la concentración local de la carga útil (medicamentos o moléculas de imágenes) donde más se necesita; esto puede reducir los efectos secundarios de los medicamentos en otras áreas del cuerpo.

Los investigadores crearon los nanobowls en una síntesis de varios pasos. Primero hicieron plantillas de nanopartículas de sílice esféricas con núcleos de poliestireno parcialmente expuestos. Se funcionalizó la superficie de sílice, luego se recubre con nanopartículas de óxido de hierro magnético seguido de una capa de oro. Los núcleos de poliestireno permanecieron intactos y se lavaron con un disolvente orgánico, dejando atrás una cavidad para crear el nanobowl.

Los investigadores demostraron que podían usar un pequeño imán para mover los nano tazones a través de un hidrogel. "Esto sugiere un uso potencial de los nanobowls para el suministro controlado magnéticamente a través de tejidos blandos, "informaron los investigadores en el Nanoescala papel.

Debido a su revestimiento de oro, los nanobowls podrían usarse para obtener imágenes. En sus experimentos, Los investigadores demostraron que las moléculas en concentraciones extremadamente bajas, que normalmente son imposibles de ver espectroscópicamente, se detectaron fácilmente en presencia de los nanobowls. Esta función tiene aplicaciones en la detección temprana de marcadores de enfermedades, dijeron los investigadores.

Finalmente, los nanobowls podrían ser absorbidos por células vivas. Los investigadores incubaron los nanobowls con líneas celulares de próstata tanto normales como cancerosas. Dentro de dos horas, los nanobowls se encontraron dentro de las células.

Como siguiente paso, Lal y su equipo planean hacer tapas para los nanobowls que se pueden activar para abrir a pedido para liberar drogas. "Esto nos permitiría controlar la liberación de cargas útiles de drogas en nuestro sistema, "Dijo Lal.