Un sistema de administración de medicamentos basado en nanopartículas que puede detectar y responder a diferentes condiciones en el cuerpo, así como a un campo magnético aplicado externamente, podría mejorar la capacidad de los médicos para dirigir los medicamentos a sitios específicos de la enfermedad.

Los investigadores de A * STAR crearon las nanocápsulas multifuncionales envolviendo nanopartículas magnéticas de óxido de hierro dentro de una capa de polímero biocompatible que podría ajustarse para responder a la acidez o la temperatura. El equipo ya ha demostrado que las nanopartículas pueden administrar selectivamente el fármaco antitumoral tóxico doxorrubicina a las células cancerosas.

Algunos sistemas de administración de fármacos de nanopartículas anteriores han incorporado capacidad de respuesta al campo magnético, y otros han mostrado sensibilidad al pH o la temperatura. Las nanopartículas desarrolladas por Chaobin He, Zibiao Li y sus colegas del Instituto A * STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales son inusuales porque combinan múltiples comportamientos que responden a estímulos en una sola nanopartícula.

El equipo hizo sus nanopartículas recubriendo partículas de óxido de hierro con sílice, luego uniendo el polímero de poli (lactida) (PLA) biocompatible mediante un proceso conocido como estereocomplejamiento. Las hebras de polímero PLA se autoensamblan alrededor del núcleo de hierro, formando una cubierta flexible que se puede cargar con moléculas de fármacos.

El núcleo de óxido de hierro permite a los médicos dirigir físicamente el fármaco encapsulado a sitios específicos del cuerpo mediante un campo magnético externo. explica Zibiao Li, un miembro del equipo. "Esta característica de los nanoportadores que responden a los estímulos es especialmente importante en la terapia del cáncer para prevenir los efectos secundarios graves de la quimioterapia, ", dice. Al administrar de forma selectiva medicamentos de quimioterapia a un tumor, El efecto nocivo del fármaco sobre las células sanas se puede minimizar.

Los investigadores mejoraron aún más la administración selectiva de sus nanocápsulas al recubrirlas con copolímeros de PLA de nuevo diseño que pueden responder a cambios de pH o temperatura. Un polímero llamado PLA-PDMAEMA, por ejemplo, se hincha en condiciones ácidas, aflojando su control sobre su cargamento de drogas a medida que se expande. Como las células tumorales suelen ser entornos más ácidos que las células sanas, estas nanopartículas deberían liberar selectivamente sus fármacos dentro de las células cancerosas.

Cuando los investigadores cargaron sus nanopartículas recubiertas de PLA-PDMAEMA con el fármaco anticanceroso doxorrubicina, demostraron que la droga se liberó significativamente más rápido en condiciones ácidas. Las pruebas iniciales con células de cáncer de mama confirmaron que las células absorbieron las cápsulas y pudieron liberar su carga para matar las células.

El siguiente paso será optimizar el tamaño del tamaño de las nanocápsulas, antes de probarlos en modelos animales. "También se están realizando más exploraciones sobre el uso de estas nanopartículas para la administración combinada de fármacos y la obtención de imágenes biológicas, "Li dice.