Los nanoingenieros de la Universidad de California en San Diego han demostrado por primera vez el uso de micromotores para tratar una infección bacteriana en el estómago. Estos pequeños vehículos cada uno tiene aproximadamente la mitad del ancho de un cabello humano, nadan rápidamente por todo el estómago mientras neutralizan el ácido gástrico y luego liberan su cargamento de antibióticos al pH deseado. Los investigadores publicaron sus hallazgos el 16 de agosto en Comunicaciones de la naturaleza .

Este enfoque de administración habilitado por micromotores es un nuevo método prometedor para tratar enfermedades del estómago y del tracto gastrointestinal con medicamentos sensibles al ácido. dijeron los investigadores. El esfuerzo es una colaboración entre los grupos de investigación de los profesores de nanoingeniería Joseph Wang y Liangfang Zhang en la Escuela de Ingeniería Jacobs de UC San Diego. Wang y Zhang fueron pioneros en la investigación sobre el en vivo funcionamiento de micromotores y este estudio representa el primer ejemplo de micromotores que administran fármacos para el tratamiento de infecciones bacterianas.

El ácido gástrico puede ser destructivo para los medicamentos administrados por vía oral, como los antibióticos y los productos farmacéuticos a base de proteínas. Medicamentos utilizados para tratar infecciones bacterianas. Las úlceras y otras enfermedades del estómago normalmente se toman con sustancias adicionales. llamados inhibidores de la bomba de protones, para suprimir la producción de ácido gástrico. Pero cuando se toma durante períodos más prolongados o en dosis altas, Los inhibidores de la bomba de protones pueden causar efectos secundarios adversos como dolores de cabeza, diarrea y fatiga. En casos más graves, pueden causar ansiedad o depresión.

Los micromotores tienen un mecanismo incorporado para neutralizar el ácido gástrico y administrar eficazmente sus cargas útiles de fármacos en el estómago, sin el uso de inhibidores de la bomba de protones.

"Es un tratamiento de un solo paso con estos micromotores, combinando la neutralización ácida con la acción terapéutica, "dijo Berta Esteban-Fernández de Ávila, becario postdoctoral en el grupo de investigación de Wang en UC San Diego y co-primer autor del artículo.

Cada micromotor consta de un núcleo esférico de magnesio recubierto con una capa protectora de dióxido de titanio, seguido de una capa del antibiótico claritromicina, y una capa exterior de un polímero cargado positivamente llamado quitosano que permite que los motores se adhieran a la pared del estómago.

Esta unión también se ve reforzada por la propulsión de los micromotores, que es alimentado por el propio ácido del estómago. Los núcleos de magnesio reaccionan con el ácido gástrico, generando una corriente de microburbujas de hidrógeno que impulsan los motores dentro del estómago. Esta reacción también reduce temporalmente la cantidad de ácido en el estómago, aumentando el nivel de pH lo suficiente para permitir que los micromotores liberen el fármaco y realicen el tratamiento. El pH normal del estómago se restablece en 24 horas.

Los investigadores probaron los micromotores en ratones con Helicobacter pylori infecciones. Los micromotores, empaquetados con una dosis clínica del antibiótico claritromicina, se administraron por vía oral una vez al día durante cinco días consecutivos. Después, Los investigadores evaluaron el recuento de bacterias en el estómago de cada ratón y encontraron que el tratamiento con los micromotores era un poco más eficaz que cuando se administraba la misma dosis de antibiótico en combinación con inhibidores de la bomba de protones.

Los micromotores están hechos principalmente de materiales biodegradables. Los núcleos de magnesio y las capas de polímero se disuelven con ácido gástrico sin producir residuos nocivos.

Los investigadores dicen que, si bien los resultados actuales son prometedores, este trabajo se encuentra todavía en una etapa inicial. El equipo está planificando estudios futuros para evaluar más a fondo el rendimiento terapéutico de los micromotores. en vivo y compararlo con otras terapias estándar contra enfermedades del estómago. Los investigadores también planean probar diferentes combinaciones de medicamentos con los micromotores para tratar múltiples enfermedades en el estómago o en diferentes secciones del tracto gastrointestinal. En general, Los investigadores dicen que este trabajo abre la puerta al uso de motores sintéticos como plataformas de entrega activa para en vivo tratamiento de enfermedades.