MADRID 27 Jul. (EUROPA PRESS) -
Los ingenieros biomédicos de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Tufts, en Estados Unidos, han desarrollado pequeñas nanopartículas a base de lípidos que incorporan neurotranmisores para ayudar a transportar fármacos, moléculas grandes e incluso proteínas de edición genética a través de la hematoencefálica del cerebro de ratones.
La innovación, publicada en 'Science Advances', podría superar muchas de las limitaciones actuales encontradas en la administración de productos terapéuticos en el sistema nervioso central, y abre la posibilidad de utilizar una amplia gama de productos terapéuticos que de otro modo no tendrían acceso al cerebro.
"El poder de nuestro método es que es extremadamente versátil y relativamente no disruptivo", asegura Qiaobing Xu, profesor asociado de ingeniería biomédica en la Universidad de Tufts y autor correspondiente del estudio.
"Podemos entregar una amplia gama de moléculas al empaquetarlas en las nanopartículas a base de lípidos sin modificar químicamente los medicamentos mismos --explica--. También podemos lograr la entrega a través de la barrera hematoencefálica sin alterar la integridad de la barrera".
Xu advierte de que se necesitan más estudios y ensayos clínicos para determinar la eficacia y la seguridad del método de entrega en humanos.
La barrera hematoencefálica consiste en una capa de células endoteliales que recubren los vasos sanguíneos del cerebro y permite que solo un conjunto altamente seleccionado de moléculas pase del torrente sanguíneo al fluido que rodea las neuronas y otras células del cerebro.
La entrega segura y eficiente de cargas moleculares terapéuticas a través de la barrera y hacia el cerebro ha sido un desafío de larga data en medicina.
El tratamiento de los trastornos neurodegenerativos, los tumores cerebrales, las infecciones cerebrales y los accidentes cerebrovasculares se ha visto limitado por la dificultad de administrar de forma segura fármacos y moléculas de moléculas pequeñas, como péptidos y proteínas, en el cerebro.
Los enfoques actuales, como la inyección directa o la interrupción de la barrera para hacerla "permeable", están llenos de riesgos, que incluyen infección, daño tisular y neurotoxicidad. El uso de transportistas, como virus modificados y anticuerpos monoclonales para llevar carga al cerebro, tiene limitaciones, incluidos el costo de producción y la seguridad.
Otros portadores, como las nanopartículas, las nanocápsulas y los polímeros, han demostrado ser prometedores, pero las modificaciones necesarias para garantizar la entrega pueden ser complicadas.
Los autores del estudio hicieron uso del hecho de que ciertos neurotransmisores tienen el "pasaporte" químico requerido para obtener acceso en todo el cerebro.
Al unir una molécula lipídica (similar a la grasa) al neurotransmisor, el NT-lipidoide resultante se puede dopar en nanopartículas lipídicas (LNP), pequeñas burbujas de lípidos que pueden encapsular otras moléculas, en particular medicamentos terapéuticos.
Los LNP pueden inyectarse por vía intravenosa y llevar los medicamentos a la barrera hematoencefálica, mientras que el NT-lipidoide ayuda a los LNP a transportar los medicamentos a través de la barrera. Los LNP pueden fusionarse con las neuronas y otras células en el cerebro para entregar su carga terapéutica.
Utilizando los LNP con NT-lipidoide, los investigadores entregaron con éxito al cerebro de un ratón un fármaco antifúngico de molécula pequeña, anfotericina B; macromoléculas que incluyen un oligonucleótido antisentido de Tau, que inhibe la producción de proteína tau relacionada con la enfermedad de Alzheimer, y la proteína de edición génica GFP-Cre.
Los investigadores observaron el efecto de la disminución de la proteína tau, así como la evidencia directa de que la proteína de edición génica ingresa a las neuronas. De hecho, esta última fue la primera demostración de la edición del genoma dentro de las neuronas administradas por inyección intravenosa, según los investigadores.
Si bien se necesitan más estudios y ensayos clínicos, el método de entrega podría ser un avance significativo en la conveniencia y una aplicación general para la entrega de medicamentos del sistema nervioso central.
Los investigadores de Tufts han descubierto que la adición del NT-lipidoide a muchas variedades de LNP puede hacerlos permeables a la barrera hematoencefálica. Eso significa que los LNP pueden optimizarse para la longitud y la proporción de lípidos para empaquetar medicamentos de diferentes tipos, desde moléculas pequeñas hasta ADN hasta complejos enzimáticos grandes, y luego proporcionar la misma permeabilidad de la barrera hematoencefálica mediante la adición del NT-lipidoide.
"Es simple, efectivo y potencialmente aplicable en términos generales: podemos modificar el contenedor del medicamento y, al agregar el NT-lipidoide, es como pegar una etiqueta de dirección para la entrega al cerebro", apunta Feihe Ma, estudiante de post-doctorado en el laboratorio de Xu en Tufts.
"Prevemos que podría probarse una amplia gama de terapias neurológicas que anteriormente se consideraban poco prácticas debido a las limitaciones en la entrega", añade Liu Yang, estudiante graduado en el laboratorio Xu.
