Publicado 05/10/2020 18:18CET

Desarrollan un método para concentrar y liberar fármacos en el cerebro con precisión milimétrica

Imagen de un cerebro
Imagen de un cerebro - CSIC - Archivo

MADRID, 5 Oct. (EUROPA PRESS) -

Investigadores de la ETH de Zurich (Suiza) han desarrollado un método para concentrar y liberar fármacos en el cerebro con una precisión milimétrica. Esto podría hacer posible en el futuro la entrega de medicamentos psiquiátricos y contra el cáncer y otros medicamentos solo a aquellas regiones del cerebro donde es médicamente deseable.

Hoy en día, esto es prácticamente imposible los medicamentos que viajan por el torrente sanguíneo llegan a todo el cerebro y el cuerpo, lo que en algunos casos causa efectos secundarios. El nuevo método no es invasivo, con una administración precisa de la fármaco en el cerebro controlada desde fuera de la cabeza mediante el ultrasonido.

Para evitar que una fármaco actúe en todo el cerebro y el cuerpo, el nuevo método implica portadores de fármaco especiales que envuelven las fármacos en vesículas lipídicas esféricas unidas a microburbujas sensibles a los ultrasonidos que contienen gas. Éstas se inyectan en el torrente sanguíneo, que las transporta al cerebro.

A continuación, los científicos utilizan ondas de ultrasonido focalizadas en un proceso de dos etapas. El ultrasonido focalizado ya se emplea en oncología para destruir el tejido canceroso en puntos precisamente definidos del cuerpo. Sin embargo, en el nuevo invento, los científicos trabajan con niveles de energía mucho más bajos, que no dañan el tejido.

En el primer paso, los científicos utilizan ondas de ultrasonido de baja energía para hacer que los portadores de la fármaco se agreguen en el lugar deseado dentro del cerebro. "Lo que estamos haciendo es usar pulsos de ultrasonido esencialmente para crear una jaula virtual de ondas de sonido alrededor del sitio deseado. A medida que la sangre circula, arrastra a los portadores de fármacos por todo el cerebro. Pero los que entran en la jaula no pueden volver a salir", explica Mehmet Fatih Yanik, líder del trabajo, que se ha publicado en la revista 'Nature Communications'.

En el segundo paso, los investigadores utilizan un nivel más alto de energía de ultrasonido para hacer que los portadores de fármacos vibren en este sitio. Las fuerzas de cizallamiento destruyen las membranas lipídicas alrededor de las fármacos, liberando las fármacos para que sean absorbidas por el tejido nervioso presente en el sitio.

Los investigadores han demostrado la eficacia del nuevo método en experimentos con ratas. Primero encapsularon una fármaco neuro-inhibidora en los portadores de la fármaco. Luego, usando la nueva técnica, bloquearon con éxito una red neuronal específica que conectaba dos áreas del cerebro. Los científicos fueron capaces de mostrar en los experimentos que sólo esta parte en particular de la red neuronal fue bloqueada y que la fármaco no actuó en todo el cerebro.

"Debido a que nuestro método agrega las fármacos en el lugar del cerebro donde se desea que surtan efecto, no necesitamos una dosis tan alta", señala Yanik. En sus experimentos con ratas, por ejemplo, la cantidad de fármaco que usaron fue 1.300 veces menor que la dosis típica necesaria.

Otros grupos de investigación ya han tratado de usar ultrasonidos focalizados para mejorar la administración de fármacos a regiones específicas del cerebro. Sin embargo, estos enfoques no podían atrapar y concentrar las fármacos localmente, sino que se basaban en causar daños locales a las células de los vasos sanguíneos para aumentar el transporte de la fármaco desde la sangre hasta el tejido nervioso, con consecuencias perjudiciales potencialmente a largo plazo. "En nuestro enfoque, la barrera fisiológica entre la corriente sanguínea y el tejido nervioso permanece intacta", concluye Yanik.

Los científicos están probando actualmente la eficacia de su método en modelos animales de enfermedades mentales, por ejemplo para reducir la ansiedad, de trastornos neurológicos y para atacar tumores cerebrales letales que son inaccesibles quirúrgicamente. Una vez que se confirmen su eficacia y sus ventajas en los animales, los investigadores podrán avanzar en la aplicación del método para aliviar el sufrimiento de los seres humanos.

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