Una nueva forma de administrar proteínas terapéuticas dentro del cuerpo utiliza un portador acústicamente sensible para encapsular las proteínas y el ultrasonido para obtener imágenes y guiar el paquete a la ubicación exacta requerida. según los investigadores de Penn State. El ultrasonido luego rompe la cápsula, permitiendo que la proteína entre en la célula.

"Cuando se expone la partícula al ultrasonido, se abre un agujero en la membrana celular que dura un par de microsegundos, "dijo Scott Medina, profesor asistente de ingeniería biomédica, Penn State. "Podemos utilizar esta apertura temporal para administrar anticuerpos, que son moléculas terapéuticas atractivas en la medicina de precisión que de otro modo no podrían entrar en las células ".

Estos anticuerpos son terapias emergentes para el cáncer, enfermedades infecciosas y artritis reumatoide, él dijo.

Pero introducir la proteína dentro del portador de nanopartículas no fue fácil, razón por la cual otros investigadores han tenido que recurrir a métodos complicados y, a menudo, de bajo rendimiento, como unir la carga al exterior de nanopartículas, dando como resultado una liberación de proteínas ineficaz y una entrega fuera del objetivo.

El desafío con el nuevo método fue que la proteína no quería interactuar con el interior de la partícula, que está hecho de un líquido fluorado, similar al teflón líquido. Estudiante de doctorado de Medina, Janna Sloand, Se le ocurrió un trabajo creativo alrededor:una máscara fluorada. Estas máscaras químicas tienen un contrapeso de polaridad y contenido de flúor que permite que la proteína interactúe con el medio líquido fluorado mientras mantiene el estado plegado y la bioactividad de la proteína.

"Tuvimos muchos desafíos al desarrollar este nuevo método, "dijo Sloand, primer autor del artículo publicado recientemente en ACS Nano . "Lo más difícil fue averiguar qué tipo de sustancias químicas podían enmascarar la proteína. Ese fue definitivamente mi momento eureka cuando vi que funcionaba".

En el trabajo futuro, El equipo explorará el uso de su material programable por ultrasonido como plataforma para la entrega guiada por imágenes de proteínas terapéuticas y herramientas de edición de genes.

En aplicaciones terapéuticas relacionadas, están aprovechando esta tecnología para administrar anticuerpos que pueden alterar las vías de señalización anormales en las células tumorales para "apagar" eficazmente sus rasgos malignos. En otro trabajo, están entregando herramientas de edición de genes, como las construcciones CRISPR, para permitir la ingeniería del genoma controlado por ultrasonido de células en microambientes de tejido complejos en 3D.

En tono rimbombante, todas estas aplicaciones de administración pueden realizarse utilizando técnicas de ultrasonido ya empleadas en hospitales, que esperan que permita la rápida traducción de esta tecnología para la atención médica de precisión.