Nanopartículas para el transporte de fármacos


Nanopartículas para el transporte de fármacos

Los nanomateriales son llevados como estructuras específicas o como una combinación de estructuras, diseñadas para entregar terapéuticos intactos, a sitios específicos, con una mínima dosis y reduciendo los efectos secundarios. Estos materiales utilizan estructuras moleculares muy específicas que les permiten interactuar con neuronas o proteínas dentro de las células.

El uso de nanopartículas permite atravesar membranas citoplásmicas y nucleares para introducir material químico, biológico o genético en células determinadas.​ Apuntar a un tipo de célula involucra agregar dispositivos de reconocimiento de funciones a la partícula para que le sea posible entrar a las células seleccioandas.

Los sistemas nanoestructurados para el transporte de fármacos tienen muchas ventajas, entre ellas:

  1. Control de farmacinética: Las nanopartículas de pueden sintonizar variando su tamaño y propiedades superficiales a fin de tener una largos o cortos tiempos de residencia en el cuerpo y tejidos.
  2. Separación de la farmacocinética de la actividad terapéutica: Con nanopartículas, las moléculas activas con medicamento pueden sellarse y abrirse en el sitio específico de manera que la farmacocinética y la biodistribución puede ser controlada independientemente del tipo de terapéuticos utilizados.
  3. Capacidad de carga: Una nanopartícula puede guardar un gran número de moléculas de medicamento o siRNA para ser transportadas a una célula.
  4. Efectos de afinidad múltiple: Una sola nanopartícula puede ser construida para contener múltiples ligandos que permitan uniones multivalentes a membranas celulares.
  5. Combinación de efectos terapéuticos: Distintas intervenciones de imagenología y tratamiento se pueden llevar a cabo de manera simultánea y controlada con un solo tipo de nanopartícula.
  6. Efecto caballo de Troya: Las nanopartículas pueden cargar distintos medicamentos y llevarlos a través de barreras biológicas.

Liberación Controlada

La nanomedicina es una posible solución para el desarrollo de nuevos sistemas de liberación controlada de fármacos. La idea consiste en utilizar nanoestructuras que transporten el fármaco hasta la zona dañada y, solamente cuando han reconocido esta zona, lo liberen como respuesta a un cierto estímulo. Para ello es necesaria la previa encapsulación o desactivación de los fármacos para que no actúen durante su tránsito por el cuerpo, de forma que mantengan intactas sus propiedades físico-químicas y que se minimicen los posibles efectos secundarios en otras zonas del cuerpo. Una vez que el fármaco ha llegado a su destino, debe liberarse a una velocidad apropiada para que sea efectivo, lo cual se puede hacer mediante una variación de ciertas condiciones (pH o temperatura) en la zona dañada, o mediante el control preciso de la velocidad de degradación del material encapsulante.

Cáncer

Nanopartículas magnéticas o ferrofluidos pueden ser utilizados para el transporte de fármacos controlado magnéticamente. Este tecnología está basada en unir determinados medicamentos anticancerígenos con ferrofluidos que concentran dicho medicamento en un área de interés (tumor) por medio de campos magnéticos. Separaciones de partículas magnéticas puede ser utilizada para separar las células cancerígenas de la médula ósea y otros tejidos.

Debido a las características fisiológicas que presentan los tumores sólidos, la nanomedicina ofrece la posibilidad de atacar al cáncer de forma más inteligente, esto gracias a la acumulación selectiva de nanopartículas terapéuticas en el tumor. Existen dos posibilidades que permiten la acumulación selectiva en tumores: la acumulación pasiva y la acumulación activa.

La acumulación pasiva de nanopartículas en tumores se fundamenta en el efecto de permeabilidad y retención aumentada (efecto EPR, Enhanced permeability and retention effect). Este fenómeno fue descrito por Maeda y colaboradores.

El efecto EPR se presenta debido a la angiogénesis incrementada, la mayor permeabilidad vascular y el drenaje linfático deficiente de los tumores. La permeabilidad vascular incrementada es inducida por varios factores tales como bradquinina, óxido nítrico, el factor de crecimiento endotelial vascular, prostaglandinas, colagenasa y peroxinitrito (ONOO). La producción exacerbada de estos factores aumenta la permeabilidad del tejido tumoral en comparación con tejidos sanos. Los tumores sólidos requieren un mayor suministro de nutrientes y oxígeno para sostener su rápido crecimiento por lo que desarrollan un mayor número de vasos sanguíneos (angiogénesis aumentada). La formación de estos vasos sanguíneos tumorales ocurre de forma descontrolada y, por lo tanto, presentan una arquitectura deficiente del endotelio vascular, con grandes espacios entre las uniones célula-célula, originando la hiperpermeabilidad.

El efecto EPR ofrece la oportunidad de dirigir y acumular nanopartículas acarreadoras de fármacos de forma selectiva. El tamaño y la carga electrostática superficial de las nanopartículas juegan un papel fundamental en la acumulación pasiva en el tumor. Nanopartículas hidrofílicas con tamaños menores a 200 nm tienden a presentar un mejor acumulación por efecto EPR , esto debido al mayor tiempo de residencia de las nanopartículas en el torrente sanguíneo.

Por otra parte, la acumulación activa, es decir la internalización específica de nanopartículas terapéuticas en células tumorales, se logra mediante su funcionalización con “moléculas guía”. Las moléculas guía presentan una gran afinidad por las proteínas de superficie (receptores, marcadores, etc) sobreexpresadas por las células tumorales. Cuando las nanopartículas funcionalizadas con mloléculas guía llegan al sitio del tumor, se unen firmemente a la membrana celular y pueden llegar a ser internalizadas mediante procesos de endocitosis. Una vez dentro de la célula, las nanopartículas pueden liberar el fármaco o ejercer su actividad terapéutica (i. e. fototermia o magnetotermia). Al tener un nivel de expresión menor de marcadores, las células sanas no presentan una interacción tan fuerte con las nanopartículas, en comparación con las células cancerosas.

Enfermedades Neurodegenerativas

El transporte de fármacos al cerebro es un reto para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas. Una de las restricciones más significantes para una terapia efectiva es la presencia de la barrera hematoencefálica que protege al cerebro de agentes de diagnóstico o terapéuticos, al tiempo que lo protege de sustancias tóxicas.​ Los sistemas nanoestructurados para el transporte de fármacos ofrecen una solución prometedora para mejorar la absorción de medicamentos específicos al cerebro. Varios nanoacarreadores incluyendo liposomas y nanopartículas pueden ser utilizados como medios para encapsular medicamentos ya sea solos o en combinación con ligandos. Además la mayoría de los materiales utilizados en la fabricación de nanoacarreadores son tanto biodegradables como biocompatibles, incrementando de este modo la utilidad clínica.


​Fuente: Wikipedia

David
Author: David

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