Investigadores desarrollan sistema nanotransportador de fármacos anticancerígenos

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El estudio describe la utilización de nanomateriales para la administración efectiva y controlada de agentes anticancerígenos como la silibinina; un hito relevante en el campo de la biomedicina. 

Por María José Marconi / maria.marconi@unab.cl

En las últimas décadas, la ciencia ha realizado importantes avances en la construcción y modificación de estructuras a escala nanoscópica. Trabajando con distancias que se miden en billonésimas de metro, con materiales de un átomo de grosor, el desarrollo de la nanotecnología ofrece prometedoras oportunidades para diversas disciplinas científicas. En el ámbito de la medicina, esto se refleja en la posibilidad de crear nanoestructuras a la medida; una herramienta de gran utilidad para el desarrollo de nuevas terapias y tratamientos.

Una de estas aplicaciones fue objeto de un estudio, con alentadores resultados, realizado por un equipo de investigadores de la Universidad Andrés Bello, Universidad de Concepción y el Campus Universitario de Cantoblanco (España). En este trabajo, publicado en abril de este año en la revista científica Journal of Materials Science, se logró demostrar la efectividad de una nanoestructura particular, cuyas características fueron diseñadas por el equipo para la administración efectiva de fármacos de difícil aplicación.

Nanomateriales de uso biomédico

El estudio y desarrollo de nanomateriales como medio de transporte para agentes terapéuticos es una rama importante de la nanotecnología aplicada a la biomedicina. Dentro de los nanomateriales utilizados en este campo, destacan las nanoestructuras magnéticas como valiosas plataformas para el diseño de agentes de contraste para resonancias magnéticas, y como herramienta de administración controlada de fármacos.

Entre estas, las nanoestructuras magnéticas de óxido de hierro destacan por la relativa facilidad con la que se pueden crear, utilizando técnicas que han demostrado ser exitosas. Además de sus posibilidades de producción, las nanoestructuras de óxido de hierro han mostrado propiedades de notable utilidad para el encapsulamiento y liberación gradual de compuestos terapéuticos. Gracias a ellas, los fármacos pueden ser transportados de manera segura hacia las células objetivo, evitando su degradación en el recorrido hacia el torrente sanguíneo.

Considerando esta última propiedad, los investigadores trabajaron en mejorar su potencial como herramienta de administración de fármacos, modificando la superficie de la nanoestructura con un dendrímero. Estos corresponden a estructuras moleculares con forma de árbol, que -como demostraron los investigadores- le otorgan a la nanoestructura una mayor capacidad de encapsulamiento y liberación de compuestos.

“La línea de investigación que desarrollamos se enmarca en el diseño de nuevos nanomateriales para el transporte de fármacos, usando una combinación de métodos experimentales y computacionales. Los sistemas en los que trabajamos actualmente contienen nanotubos inorgánicos como estructura básica, a los que unimos covalentemente unidades dendriméricas que permiten incrementar la eficiencia de los sistemas, tanto en la carga máxima de fármaco como su liberación sostenida en un medio biológico. Actualmente estamos ensayando la capacidad de retención y liberación de fármacos anticancerígenos de muy baja solubilidad en estos sistemas”, explica la Dra. Verónica Jiménez, investigadora del Departamento de Ciencias Químicas de la Universidad Andrés Bello, y coautora de esta publicación.

Nanoestructuras para la administración de fármacos

Para que la distribución de fármacos por el cuerpo humano sea efectiva, debe ser capaz de superar dos dificultades principales. Por una parte, está la insolubilidad de los compuestos que dificulta sus posibilidades de absorción y difusión a través de la membrana celular de su objetivo. En segundo lugar, un fármaco debe tener una biodisponibilidad suficiente como para generar el efecto deseado. Es decir, el compuesto debe ser capaz de mantenerse sin ser degradado por el sistema digestivo hasta el momento en el que es finalmente absorbido y pasa al torrente sanguíneo.

Los investigadores lograron combinar las propiedades de encapsulamiento de las nanoestructuras de óxido de hierro, junto a la capacidad de los dendrímeros, para aumentar la solubilidad y biodisponibilidad de compuestos hidrofóbicos o poco solubles. Las propiedades de encapsulamiento y liberación controlada de fármacos se probaron utilizando silibinina, un compuesto caracterizado por su baja solubilidad y biodisponibilidad. Los resultados mostraron un efecto favorable en su capacidad para encapsular efectivamente el compuesto, y liberarlo gradualmente, sin alterar el comportamiento magnético del nanomaterial.

La relevancia del uso de silibinina como fármaco de prueba radica en que este compuesto, extraído de las semillas del cardo mariano, ha mostrado ser eficaz para el tratamiento de varias formas de cáncer humano. Pese a su utilidad, la efectividad de este compuesto se ve limitada por su baja solubilidad, además de su baja biodisponibilidad después de ser administrado por vía oral.

En este contexto, existe un fuerte incentivo al desarrollo de mecanismos más efectivos y confiables para la administración de este tipo de fármacos. El equipo de investigación demostró que las nanoestructuras de óxido de hierro, modificadas con la aplicación de una superficie de dendrímeros, muestran un futuro prometedor hacia ese objetivo.

**Artículo publicado en el Inserto de Investigación de El Mercurio (04/06/2017)**