Nano Medicina

Nano medicina: puntos cuánticos parecen no ser dañinos en estudio con primates

En un estudio pionero para medir la toxicidad de los puntos cuánticos en primates ha encontrado que los pequeños cristales luminiscentes son seguros en el lapso de un año, un resultado esperanzador para doctores y científicos que buscan nuevas maneras de combatir enfermedades como el cáncer a través de la nano medicina.

En el estudio, cuatro monos inyectados con puntos cuánticos de cadmio-seleniuro permanecieron con su salud normal durante más de 90 días. Los marcadores bioquímicos y de sangre se mantuvieron dentro de rangos típicos, y ningún órgano mayor desarrolló alguna anormalidad. Los animales no perdieron peso. Dos monos observados durante más de un año no mostraron ninguna señal de enfermedad.

Los puntos cuánticos son pequeños cristales luminiscentes que brillan en colores diferentes. Los investigadores médicos están en observación de estos cristales para usarse en cirugía guiada vía imagen, terapias activadas por luz y pruebas de diagnostico sensible. Los puntos cuánticos de cadmio-seleniuro se encuentran entre los más estudiados, con gran potencial en aplicaciones no sólo en medicina sino en componentes de celdas solares, computación cuántica, diodos emisores de luz, entre otros.

El nuevo estudio de toxicidad -realizado por la Universidad de Búfalo, el Hospital General PLA de China, La Universidad de Ciencia y Tecnología Nanyang de China y la Universidad Tecnológica Nanyang de Singapur- inició a abordar la preocupación principal de que los puntos cuánticos podrían ser peligrosos para los seres humanos.

Hay un punto de precaución en los realizadores del estudio, sin embargo, al indicar que se requiere mayor investigación para determinar los efectos de largo plazo en primates; la mayoría de los puntos cuánticos de cadmio, potencialmente tóxicos, se ubicaron en el hígado, bazo y riñones de los animales estudiados durante los 90 días.

“Este es el primer estudio que utiliza primates para estudios en vivo con puntos cuánticos”, indicó Paras Prasad, profesor de la Universidad de Búfalo. “Hasta el momento, los estudios de toxicidad se habían enfocado solamente en ratones y ratas, pero los seres humanos somos muy diferentes de ellos. Se requiere mayor análisis y estudio de modelos animales más cercanos a los humanos”.

La concentración de cadmio en particular es una preocupación que garantiza mayor investigación, indicó Ken-Tye Yong.

Determinación de parámetros estructurales, tamaña en el rango nanométrico y potencial Z

Luego del lanzamiento comercial de la anfotericina y la doxorubicina liposomal, estos sistemas lipídicos de entrega de fármacos se han extendido a otros fármacos para diversas aplicaciones, dando lugar a nuevos productos con mayor eficacia y menores efectos colaterales que los convencionales. Una de las ventajas de los liposomas es su biocompatibilidad, ya que se obtienen a partir de materias primas de origen natural. Sin embargo, y a partir de su empleo terapéutico, es imperativo contar con métodos de caracterización que permitan asegurar su eficacia y baja toxicidad. Entre los parámetros más importantes a controlar se encuentran el tamaño medio y la carga superficial. El tamaño de los liposomas es clave para que las vesículas alcancen su sitio de acción, mientras quela carga superficial puede determinar la agregación de las vesículas y modular efectos inmunológicos no deseados. El contenido del fármaco obviamente debe determinarse para establecer la dosis adecuada, sólo que en este caso se requiere conocer el porcentaje de fármaco asociado a los liposomas, que podría variar durante el almacenamiento o en condiciones fisiológicas, según la estabilidad del sistema. Otro parámetro a estudiar, especialmente en las combinaciones de fosfolípidos con otras sustancias, es la temperatura de transición de las bicapas lipídicas. Una falta de control de este parámetro podría tener como consecuencia una liberación indiscriminada del fármaco fuera del sitio blanco. No menos importante es determinar el grado de oxidación de los lípidos, un proceso que altera la estructura de las vesículas, aumentando su permeabilidad e introduciendo cambios estructurales que pueden llegar a la desestabilización del sistema.

Nano partículas Lipídicas sólidas: Generalidades estructurales y métodos de preparación

Las nano partículas lipídicas sólidas (SLN) y las nano estructuradas (NLC) son nano-objetos preparados en base a lípidos y surfactantes empleados en la industria alimenticia y farmacéutica. A diferencia de liposomas, su principio de acción depende de la inclusión de principios activos- tanto farmacéuticos como cosméticos - en un core sólido, con objeto de impedir su degradación química (hidrólisis, oxidación). La expulsión del principio activo ocurre mediante transiciones polimórficas lipídicas desde una fase cristalina desordenada hasta otra de máximo orden. Es posible programar el perfil de liberación del principio activo manipulando los parámetros del método de fabricación y controlando composición y concentración lipídica y de surfactantes. Así, pueden obtenerse liberaciones burst, sostenida o una combinación de ambas. Se analizaran los factores que disparan las transiciones hacia fases cristalinas perfectas, así como el empleo de técnicas necesarias para caracterizar cuantitativa y cualitativamente las suspensiones de SLN y NLC.

Vías de administración y biodistribución de nano-objetos

Para que puedan ejercer su acción en forma competitiva, las nano medicinas deben acceder a las células blanco, donde luego de su captura recorren un complejo tráfico intracelular. El acceso al interior corporal depende de la capacidad (directamente ligada a su diseño estructural) de los nano-objetos para atravesar barreras anatómicas y fenomenológicas. Hasta el momento, la única vía que permite un acceso relativamente directo y controlado de nano-objetos a órganos periféricos, es la administración endovenosa. Se analizaran los fenómenos ocurridos a partir de la administración endovenosa de diferentes tipos de nano-objetos: agregación, leakage, opsonizacion y sus consecuencias y efecto EPR (enhanced permeation and retention). Necesidad y función de la estabilización esterica. Perfiles farmacocinéticas y biodistribucion de diferentes tipos de nano-objetos administrados endovenosa mente. Administración subcutánea, e intraperitoneal: requisitos estructurales y perfiles farmacocinéticas de distintos nano-objetos. Administración mucosa: oral y nasal. Se discutirá la relación entre estructura de nano-objetos y su capacidad de targeting a células epiteliales subyacentes.

Microscopia de fuerza atómica

El microscopio

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