Un equipo de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) está desarrollando un fármaco con tres ingredientes activos que se liberan en secuencia en momentos específicos. Lo que alguna vez fue el sueño de un farmacólogo ahora está mucho más cerca de la realidad. Con una combinación de hidrogeles y ADN artificial, Las nanopartículas se pueden liberar en secuencia en condiciones similares a las del cuerpo humano.

Se está volviendo mucho más común que los pacientes sean tratados con varios medicamentos tomados a intervalos fijos, una limitación que dificulta la vida diaria de los pacientes y aumenta el riesgo de omitir dosis.

Oliver Lieleg, profesor de biomecánica y miembro de la Escuela de Bioingeniería de Munich en TUM, y la candidata a doctorado Ceren Kimna han desarrollado un proceso que podría servir como base para medicamentos que contienen varios ingredientes activos que los liberan de manera confiable en una secuencia predefinida en momentos específicos. "Por ejemplo, una pomada aplicada a una incisión quirúrgica podría liberar primero el medicamento para el dolor, seguido de un medicamento antiinflamatorio y luego un medicamento para reducir la hinchazón, "explica Oliver Lieleg.

Un ingrediente activo tras otro

"Los ungüentos o cremas que liberan sus ingredientes activos con un retraso de tiempo no son nuevos en sí mismos, "dice Oliver Lieleg. Con los medicamentos que se usan actualmente, sin embargo, No hay garantía de que dos o más ingredientes activos no se liberen en el organismo simultáneamente.

Para probar el principio detrás de su idea, Oliver Lieleg y Ceren Kimna usaron plata de tamaño nanométrico, partículas de óxido de hierro y oro incrustadas en un hidrogel. Utilizaron un método espectroscópico para rastrear la salida de las partículas del gel. Las partículas seleccionadas por los investigadores tienen características de movimiento similares dentro del gel a las partículas utilizadas para transportar ingredientes activos reales. pero son más fáciles y económicos de hacer.

El ingrediente especial que controla las nanopartículas es el ADN artificial. En naturaleza, El ADN es sobre todo portador de información genética. Sin embargo, Los investigadores están explotando cada vez más otra propiedad:la capacidad de los fragmentos de ADN para combinarse con gran precisión, tanto en términos de los tipos de vínculos como de su fuerza, por ejemplo para construir máquinas a escala nanométrica.

La cascada del ADN:comprime y luego suelta en el momento adecuado

Primero se liberaron las partículas de plata. En el estado inicial, las partículas se unieron mediante fragmentos de ADN diseñados por Lieleg y Kimna utilizando un software especial. Los grupos de partículas resultantes son tan grandes que no pueden moverse en el hidrogel. Sin embargo, cuando se agrega una solución salina, se separan del ADN. Ahora pueden moverse en el gel y desplazarse hacia la superficie. "Debido a que la solución salina tiene aproximadamente la misma salinidad que el cuerpo humano, pudimos simular condiciones en las que los ingredientes activos no se liberarían hasta que se aplicara el medicamento, "explica Ceren Kimna.

La estructura de ADN en forma de malla que rodea las partículas de óxido de hierro consta de dos tipos de ADN:el primero tiene un extremo unido a las partículas de óxido de hierro. El segundo tipo se adjunta a los cabos sueltos del primer tipo. Estas estructuras no se ven afectadas por la solución salina. Las partículas de óxido de hierro solo se pueden liberar cuando los primeros grupos se han disuelto. Este evento libera no solo las nanopartículas de plata, pero también ADN, que elimina el "ADN de conexión" del segundo grupo sin formar conexiones en sí mismo. Como resultado, las partículas de óxido de hierro pueden separarse. Esto libera fragmentos de ADN que a su vez actúan como la clave para la tercera combinación de ADN y nanopartículas.

"La consistencia de los ungüentos los convierte en la solución más obvia para un enfoque basado en hidrogel. Sin embargo, Este principio también tiene el potencial de usarse en tabletas que podrían liberar varios ingredientes efectivos en el cuerpo en un orden específico. "explica el profesor Lieleg.