Debido a que pueden programarse para viajar por el cuerpo y atacar selectivamente el cáncer y otros sitios de enfermedad, los vehículos a escala nanométrica llamados nanoportadores pueden administrar concentraciones más altas de medicamentos para bombardear áreas específicas del cuerpo mientras minimizan los efectos secundarios sistémicos.medicamentos y agentes de diagnóstico que generalmente no son solubles en agua o sangre, y que disminuyen significativamente la dosis efectiva.
Aunque este método puede parecer ideal para tratar enfermedades, los nanoportadores no están exentos de desafíos.
"La entrega controlada y sostenida es ventajosa para tratar muchos trastornos crónicos, pero esto es difícil de lograr con nanomateriales sin inducir inflamación local indeseable", dijo Evan Scott de la Universidad de Northwestern. "En cambio, los nanomateriales generalmente se administran como múltiples inyecciones separadas o comotransfusión que puede tomar más de una hora. Sería genial si los médicos pudieran administrar una inyección, que continuamente libera nanomateriales durante un período controlado de tiempo ".
Ahora Scott, profesor asistente de ingeniería biomédica en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern, ha desarrollado un nuevo mecanismo que hace posible esa entrega controlada y sostenida.
El equipo de Scott diseñó una formulación de nanoportador que, después de formarse rápidamente en un gel dentro del cuerpo en el sitio de inyección, puede liberar continuamente vehículos cargados de drogas a nanoescala durante meses. El gel en sí mismo se vuelve a ensamblar en los nanoportadores, así que despuéstodo el medicamento ha sido entregado, no queda material residual para inducir inflamación o formación de tejido fibroso. Este sistema podría, por ejemplo, permitir vacunas de administración única que no requieren refuerzos, así como una nueva forma de administrar quimioterapia, terapia hormonalo medicamentos que facilitan la cicatrización de heridas.
Apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias y los Institutos Nacionales de Salud, la investigación se publicó en línea hoy, 12 de febrero en la revista Comunicaciones de la naturaleza . Nicholas Karabin, un estudiante graduado en el laboratorio de Scott, fue el primer autor del artículo. Kenneth Shull de Northwestern Engineering, profesor de ciencia e ingeniería de materiales, también contribuyó al trabajo. Miembro del Instituto Simpson Querrey de Northwestern para BioNanotecnología y Química de la VidaProcesses Institute, Scott fue el autor correspondiente y dirigió el desarrollo de nanopartículas y la validación in vivo.
Actualmente, los sistemas de entrega de nanoportadores sostenidos más comunes contienen nanomateriales dentro de matrices de polímeros. Estas redes se implantan en el cuerpo, donde liberan lentamente los portadores de drogas atrapados durante un período de tiempo. El problema radica después de que se completa la entrega: las redespermanecer dentro del cuerpo, a menudo provocando una respuesta de cuerpo extraño. La red sobrante puede causar molestias e inflamación crónica en el paciente.
Para evitar este problema, Scott desarrolló un nanoportador utilizando nanomateriales autoensamblados en forma de filamento, que se cargan con un fármaco o agente de imagen. Cuando se entrecruzan, los filamentos forman una red de hidrogel que es similar al tejido estructural en el ser humanoDespués de que los filamentos se inyectan en el cuerpo, la red de hidrogel resultante funciona como un depósito de drogas que se degrada lentamente al descomponerse en nanomateriales esféricos llamados micelas, que están programados para viajar a objetivos específicos. Porque la red se transforma en el suministro de drogassistema, nada está menos atrás para causar inflamación.
"Todo el material contiene el medicamento y luego lo entrega", explicó Scott. "Se degrada de manera controlada, lo que resulta en nanomateriales que tienen la misma forma y tamaño. Si cargamos un medicamento en los filamentos, las micelastomar la droga y salir con ella "
Después de probar el sistema tanto in vitro como in vivo en un modelo animal, el equipo de Scott demostró que podían administrar una inyección subcutánea que administraba lentamente nanomateriales a las células en los ganglios linfáticos durante más de un mes de forma controlada.
Scott dijo que el sistema se puede usar para otras nanoestructuras además de las micelas. Por ejemplo, el sistema podría incluir nanopartículas en forma de vesículas, como liposomas o polersomas, que tienen drogas, proteínas o anticuerpos atrapados dentro. Las diferentes vesículas podrían transportardiferentes medicamentos y liberarlos a diferentes velocidades una vez dentro del cuerpo.
"A continuación, buscamos formas de adaptar el sistema a las necesidades de enfermedades y terapias específicas", dijo Scott. "Actualmente estamos trabajando para encontrar formas de administrar quimioterapéuticos y vacunas. La quimioterapia generalmente requiere la administración de múltiples fármacos tóxicos".a altas concentraciones, y podríamos administrar todos estos medicamentos en una inyección a dosis mucho más bajas. Para la inmunización, estos hidrogeles inyectables podrían administrarse como vacunas estándar, pero estimulan células específicas del sistema inmune por períodos de tiempo más largos y controlados y potencialmenteevitar la necesidad de refuerzos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Original escrito por Amanda Morris. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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