Las nanomoléculas metálicas capaces de transportar medicamentos a exactamente donde se necesitan podrían algún día ayudar a tratar a pacientes con una enfermedad pulmonar mortal.

Científicos del Imperial College de Londres han probado un nuevo tipo de nanopartículas llamadas estructuras orgánicas metálicas (MOF, por sus siglas en inglés):diminutas jaulas metálicas de menos de 100 nanómetros de diámetro que pueden cargarse con moléculas de fármacos, que creen que podrían usarse para tratar a pacientes con un devastador condición llamada hipertensión arterial pulmonar (HAP).

En la PAH, los vasos sanguíneos de los pulmones se contraen y engrosan, aumentando la presión arterial y haciendo que el lado derecho del corazón trabaje más y más duro, hasta que finalmente falle. La afección es rara pero devastadora y puede afectar a personas de todas las edades. incluidos los bebés, adultos jóvenes y ancianos. Los pacientes en la última etapa de la enfermedad tienen pocas opciones de tratamiento más allá del trasplante, con un tiempo medio de supervivencia de unos cinco años tras el diagnóstico.

Si bien no existe cura para la HAP, los tratamientos existentes funcionan abriendo estos vasos sanguíneos. Estos medicamentos actúan sobre los vasos sanguíneos de todo el cuerpo, sin embargo, haciendo que la presión arterial baje y provoque una serie de efectos secundarios, lo que significa que la dosis a la que se pueden administrar estos medicamentos es limitada.

En su último estudio, publicado en línea en Circulación pulmonar , el grupo multidisciplinario de Imperial describe cómo ha tomado el primero de una serie de pasos para desarrollar nanopartículas que podrían administrar medicamentos directamente a los pulmones, mostrando que las estructuras básicas no son dañinas para las células.

Profesora Jane Mitchell, del Instituto Nacional del Corazón y los Pulmones en Imperial, quien dirigió la investigación, dijo:"La esperanza es que el uso de este enfoque permitirá, en última instancia, que las altas concentraciones de medicamentos que ya tenemos que administrar solo a los vasos del pulmón, y reducir los efectos secundarios. Para pacientes con hipertensión arterial pulmonar, podría significar que podemos cambiarlo de una condición fatal, a uno crónico manejable ".

Jaulas metálicas para administración de fármacos

Las diminutas estructuras metálicas, compuestas de hierro, se hicieron en el laboratorio del profesor Paul Lickiss y el Dr. Rob Davies, del Departamento de Química y por la Dra. Nura Mohamed durante sus estudios de doctorado en Imperial. Dr. Mohamed, quien fue financiado por la Fundación Qatar, hizo las estructuras para que los medicamentos existentes utilizados para tratar la HAP pudieran caber dentro de ellas.

Estas estructuras se probaron en células de pulmón humano y células de vasos sanguíneos, que se cultivaron a partir de células madre en la sangre de pacientes con HAP. El equipo descubrió que las estructuras reducían la inflamación y no eran tóxicas para las células.

Otras pruebas demostraron que los MOF eran seguros en ratas, con animales inyectados con MOF durante un período de dos semanas que muestran pocos efectos secundarios, aparte de una ligera acumulación de hierro en el hígado.

"Una de las mayores limitaciones de la nanomedicina es la toxicidad, Algunas de las mejores estructuras de nanomedicina no pasan de las etapas iniciales de desarrollo, ya que matan células. ", dijo el profesor Mitchell." Hicimos estos prototipos de MOF, y han demostrado que no son tóxicos para una amplia gama de células pulmonares humanas ".

Los MOF son un área de interés en nanomedicina, con ingenieros con el objetivo de desarrollarlos como transportistas que puedan retener carga de drogas, liberarlo en condiciones específicas, como cambios en el pH, temperatura, o incluso cuando las nanoestructuras son atraídas al área objetivo por imanes fuera del cuerpo.

Más allá del hallazgo de que sus nanoestructuras de hierro no eran tóxicas, el equipo cree que los MOF pueden tener propiedades terapéuticas adicionales. Hubo evidencia que sugiere propiedades antiinflamatorias, con los MOF reduciendo los niveles de un marcador inflamatorio en los vasos sanguíneos, llamado endotelina-1, lo que hace que las arterias se contraigan. Además, el hierro también es un agente de contraste, lo que significa que aparecería en las exploraciones de los pulmones para mostrar dónde había llegado la droga.

Los MOF aún no se han probado en pacientes, pero el siguiente paso es cargar las diminutas estructuras metálicas con drogas y encontrar la mejor manera de hacer que dirijan su carga a los pulmones. Los investigadores confían en que si tienen éxito, el enfoque podría pasar a ensayos para pacientes, con un candidato a fármaco listo para probar en los próximos cinco años. Los MOF podrían potencialmente ser administrados por un inhalador al pulmón, o administrado por inyección.

"En este estudio hemos demostrado el principio de que este tipo de portador tiene el potencial de cargarse con un fármaco y dirigirse al pulmón, ", explicó el profesor Mitchell." Esta es una investigación fundamental y, si bien este MOF en particular podría no ser el que lo convierte en un fármaco para tratar la HAP, nuestro trabajo abre la idea de que esta enfermedad debe considerarse con un mayor esfuerzo de investigación para la administración de fármacos dirigida ".