Nanopatrtículas para tratamientos respiratorios

Investigadores del CONICET diseñan nanomedicinas inhalables

Un equipo de la Universidad Nacional de Quilmes (UNQui) integrado por investigadores y becarios del CONICET desarrolló una nanoestructura apta para ingresar al organismo por vía inhalatoria y transportar medicinas hacia las células de los alvéolos pulmonares, que es donde radican muchas veces las patologías respiratorias.

El hecho de poder acceder a través de la nanotecnología a puntos específicos del organismo, a nivel celular y subcelular, no sólo optimiza el alcance de la droga sobre el lugar en el que tienen que ejercer su acción terapéutica, sino que además evita que pueda afectar negativamente otras células o llegar a la sangre.

“Desarrollamos una nanoestructura a la cual se le agrega la medicina en cuestión. Aunque no tocamos estructuras químicas de las drogas, con solo diseñar el vehículo podemos tener cambios rotundos en su performance. Dirigir el tratamiento a un punto específico del cuerpo es algo que no se puede hacer mediante la medicina convencional”, explica Eder Romero, investigadora principal del CONICET en el Laboratorio de Diseño de Estrategias de Targeting de Drogas (LTDT) de la UNQui (Programa de Nanomedicinas).

Si bien administrar las drogas por vía respiratoria tiene la ventaja de que les permite llegar a las células de los pulmones, no cualquier nanoestructura sirve porque la misma nebulización somete a las nanopartículas a fuerzas de ruptura. Los liposomas, por ejemplo, que son una material comúnmente utilizado en el diseño de nanomedicinas, son poco estables frente al estrés de la nebulización y al romperse o agrandarse no llegan a ejercer su tarea en los pulmones.

Otros diseños nanotecnológicos, posibles a nivel del laboratorio, requerirían tanta sofisticación que resultaría impracticable llevarlos a escala industrial.

“Estas dificultades llevan a que hasta ahora no haya en el mercado farmacéutico nanomedicinas que se administren por vía respiratoria. Nosotros diseñamos un vehículo muy simple basado en productos naturales. Utilizamos arqueosomas, que son materiales que tienen propiedades únicas que los hacen muy aptas para poder ser nebulizables, porque al ser inhalados se mantienen estables y además son apetecibles para las células que los van a recibir”, afirma la investigadora.

Los arqueosomas son, al igual que los liposomas, vesículas –compartimentos cerrados y pequeños-, pero hechas en base a lípidos extraídos de las arqueobacterias, que son microorganismos unicelulares pertenecientes al dominio de Archea, uno de los tres en los que se pueden dividir a los organismos vivos, junto con Bacteria y Eukaryota. El Programa de Nanomedicinas (PNM-2) de la UNQui constituye uno de los pocos grupos en el mundo que trabaja con estos materiales para el desarrollo de de nanomedicinas.

“Lo que tienen de particular los arqueosomas que utilizamos para desarrollar nanovehículos paramedicinas inalahables es que son pH sensibles, es decir que reaccionan frente a la acidez del medio. Esto es útil porque hace que frente a determinadas señales, que dependen del sitio de la célula en que se encuentran, las nanoestructuras pueden liberar su contenido para que llegue al lugar deseado”, explica María Julia Altube, becaria doctoral del CONICET en el LTDT y primera autora del artículo en el que se da cuenta del desarrollo, publicado recientemente en Nanomedicine.

“Las nanopartículas ingresan a las células de los pulmones a través del proceso de endocitosis y quedan atrapadas en el endosoma sin poder alcanzar el citoplasma o el núcleo, que es donde las drogas en muchas ocasiones deben ejercer su efecto. Como el endosoma se caracteriza por su alto nivel de acidez, al detectar esto la nanoestructura que diseñamos se rompe y permite que la medicina alcance otros sitios al interior de la misma célula, a los que de otro modo no podría acceder”, cuenta Romero.

Las nanopartículas en base a arqueosomas pH sensibles a las que se les introdujo un antiinflamatorio fueron probadas con éxito a nivel del laboratorio en cultivos celulares in vitro.

Por Miguel Faigón
Sobre Investigación:
Maria Julia Altube. Becaria doctoral.PNM-2.
Solange Mailen Selzer. PNM-2.
Marcelo Alexandre de Farias. Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), San Pablo, Brasil.
Rodrigo Villares Portugal. Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), San Pablo, Brasil.
Maria José Morilla. Investigadora independiente. PNM-2.
Eder Lilia Romero. Investigadora principal. PNM-2.