Nanomateriales utilizados para localizar y controlar la administración de fármacos

Marcha 22, 2016 Admin Salud 0 7
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Utilizando la nanotecnología, los científicos de la UCLA y la Universidad de Northwestern han desarrollado un método de administración de fármacos localizado y controlado que es invisible para el sistema inmunológico, un descubrimiento que podría ofrecer nuevas y más eficaces tratamientos para el cáncer y otras enfermedades.

El estudio, publicado el 22 de enero de 2008 en la revista ACS Nano, ofrece un ejemplo de la enorme importancia potencial y clínica que los nanomateriales pueden representar en campos como la oncología, endocrinología y cardiología.

Los investigadores utilizaron películas de polímero a nanoescala, cerca de cuatro nanómetros por capa, para construir una especie de matriz o de la plataforma para sostener y liberar lentamente un anti-inflamatorio. Las películas son órdenes de magnitud más delgadas que las drogas convencionales entregar revestimientos, dijo Genhong Cheng, investigador del Jonsson Comprehensive Cancer Center de la UCLA y uno de los autores del estudio. Un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro.




"Con este sistema, los medicamentos pueden ser liberados lentamente y bajo control durante semanas o más tiempo", dijo Cheng, profesor de microbiología, inmunología y genética molecular. "Un fármaco que se administra por vía oral o por el torrente sanguíneo y viaja a través del sistema se disipa desde el cuerpo mucho más rápidamente. El uso de un más localizada y controlada podría limitar los efectos secundarios, en particular con medicamentos de quimioterapia."

Los investigadores recubrieron diminutos chips con capas de películas de polímero en la nanoescala, que son inertes y ayudó a proporcionar una capa de invisibilidad de Harry Potter, como para los chips, ocultándolos de las defensas naturales del cuerpo. Se añaden entonces dexametasona, un fármaco anti-inflamatorio, entre las capas. Los chips se implantaron en ratones, y los investigadores encontraron que las películas revestidas dexametasona suprimen la expresión de citocinas, proteínas liberadas por las células del sistema inmune para iniciar una respuesta a un invasor extraño. Los ratones sin implantes y aquellos con los implantes no recubiertos se estudiaron para comparar la respuesta inmune.

Implantes no recubiertos generado una respuesta inflamatoria del tejido circundante, que eventualmente dar lugar al rechazo del cuerpo del implante y la distribución de su funcionalidad. Sin embargo, el tejido de los ratones sin implantes y ratones con implantes de nano-envuelta eran prácticamente idénticos, lo que demuestra que las películas implantes recubiertos fueron realmente protegidos por el sistema de defensa del cuerpo, dijo Edward Chow, un ex estudiante graduado de UCLA que participaron en el estudio y es uno de sus autores.

"Las películas de polímero proporcionan una capa de invisibilidad para las plantas, manteniendo el sistema inmunológico para atacar", dijo Chow.

La tecnología nanomaterial sirve como plataforma no invasiva y biocompatible para el suministro de una amplia gama de terapias, dijo Dean Ho, profesor asistente de ingeniería biomédica y de ingeniería mecánica en la Escuela McCormick de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, un miembro de la Robert H. Centro Lurie Comprehensive Cancer de la Universidad Northwestern y principal autor del estudio.

La tecnología también puede ser un enfoque eficaz para administrar múltiples fármacos, el control de la secuencia de las estrategias de entrega a múltiples fármacos y mejorar la esperanza de vida de legados comúnmente como stents implantados cardíacas, marcapasos y monitor continuo de glucosa.

"Para la quimioterapia, este sistema podría mejorar la eficacia del tratamiento, evitando la entrega sin control y los efectos secundarios que se derivan de la paciente", dijo Ho. "Además, como dispositivos implantables continúan para encontrar una amplia aplicación en la medicina cardiovascular, trastornos neuronales y la diabetes, la funcionalidad nano-ocultamiento puede servir como un enfoque ampliamente aplicables para mejorar la durabilidad de estos dispositivos. Esto eliminaría cirugías innecesarias y mejorar la eficiencia de la atención al paciente ".

Muchos fármacos contra el cáncer, fármacos quimioterapéuticos, por ejemplo, se proporcionan sistemáticamente a través del torrente sanguíneo. Los fármacos atacan a las células cancerosas, pero también otras células que crecen rápidamente causan efectos secundarios tales como anemia, náuseas y pérdida de cabello. Si la quimioterapia podría ser entregado por el implante directamente al sitio del tumor, estos efectos secundarios serían limitados, dijo Cheng, quien también es miembro del Centro para el Control de las células de la UCLA Henry Samueli Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas.

"Digamos que tienes un cáncer localizado, como el cáncer de mama, los medicamentos que damos no se dirigen directamente a la mama", dijo Cheng. "Si se pudiera aplicar el tratamiento a nivel local y controlar la liberación de fármacos, la terapia podría ser más eficaz en el tratamiento del cáncer."

Los medicamentos de quimioterapia potencialmente podrían ser colocados en alta concentración entre las películas de polímero y un implante colocado en el sitio del tumor. Los fármacos se liberarán lentamente con el tiempo, proporcionando la mayoría de los productos químicos tóxicos directamente a las células cancerosas.

Este estudio proporciona la prueba de principio de que los implantes en modelos animales pueden ser recubiertas con materiales que les hizo invisible para el sistema inmune. Cheng Ho y ahora están probando en modelos animales si las terapias de cáncer se pueden administrar con eficacia y seguridad y se entregan a nivel local con los nanomateriales.

El estudio fue financiado por el Centro para el Control de las células y la Northwestern University, con el apoyo adicional del Centro de Cáncer Jonsson, Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación V para la Investigación del Cáncer. El Centro para el control de las células es uno de los Centros de Desarrollo de Nanomedicina financiados por los Institutos Nacionales de Salud a través de la Hoja de Ruta para la Investigación Médica.

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