Las nanopartículas disfrazadas de plaquetas humanas podrían mejorar en gran medida el poder curativo de los tratamientos farmacológicos para enfermedades cardiovasculares e infecciones bacterianas sistémicas. Estas nanopartículas imitadoras de plaquetas, desarrolladas por ingenieros de la Universidad de California en San Diego, son capaces de administrar medicamentos a sitios específicosen el cuerpo, particularmente en los vasos sanguíneos lesionados, así como en los órganos infectados por bacterias dañinas. Los ingenieros demostraron que al administrar los medicamentos solo a las áreas donde se necesitaban, estos imitadores de plaquetas aumentaron en gran medida los efectos terapéuticos de los medicamentos que se administraron aratas y ratones enfermos.
La investigación, dirigida por nanoingenieros de la Escuela de Ingeniería Jacobs de la Universidad de California en San Diego, se publicó en línea el 16 de septiembre Naturaleza .
"Este trabajo aborda un desafío importante en el campo de la nanomedicina: suministro dirigido de fármacos con nanopartículas", dijo Liangfang Zhang, profesor de nanoingeniería en la Universidad de California en San Diego y autor principal del estudio. "Debido a su capacidad de focalización,imitar las nanopartículas puede proporcionar directamente una dosis mucho más alta de medicamentos específicamente a las áreas enfermas sin saturar todo el cuerpo con drogas ".
El estudio es un excelente ejemplo del uso de principios y tecnología de ingeniería para lograr la "medicina de precisión", dijo Shu Chien, profesor de bioingeniería y medicina, director del Instituto de Ingeniería en Medicina de la UC San Diego, y autor correspondiente de"Si bien este estudio de prueba de principio demuestra la entrega específica de agentes terapéuticos para tratar enfermedades cardiovasculares e infecciones bacterianas, también tiene amplias implicaciones para la terapia dirigida para otras enfermedades como el cáncer y los trastornos neurológicos", dijo Chien.
Los entresijos de los imitadores de plaquetas
En el exterior, las nanopartículas que imitan las plaquetas están cubiertas con membranas de plaquetas humanas, lo que permite que las nanopartículas circulen por el torrente sanguíneo sin ser atacadas por el sistema inmunitario. El revestimiento de la membrana plaquetaria tiene otra característica beneficiosa: se une preferentemente a los vasos sanguíneos dañadosy ciertos patógenos como la bacteria MRSA, lo que permite que las nanopartículas entreguen y liberen sus cargas de medicamentos específicamente a estos sitios en el cuerpo.
Encerradas dentro de las membranas plaquetarias hay núcleos de nanopartículas hechas de un polímero biodegradable que el cuerpo puede metabolizar de manera segura. Las nanopartículas pueden empaquetarse con muchas pequeñas moléculas de fármacos que se difunden desde el núcleo del polímero y a través de la membrana plaquetaria hacia sus objetivos.
Para hacer las nanopartículas recubiertas de membrana plaquetaria, los ingenieros primero separaron las plaquetas de las muestras de sangre completa usando una centrífuga. Luego, las plaquetas se procesaron para aislar las membranas plaquetarias de las células plaquetarias. A continuación, las membranas plaquetarias se dividieron en mucho más pequeñaspiezas y fusionadas a la superficie de los núcleos de nanopartículas. Las nanopartículas resultantes recubiertas de membrana de plaquetas tienen aproximadamente 100 nanómetros de diámetro, que es mil veces más delgado que una hoja de papel promedio.
Esta tecnología de ocultación se basa en la estrategia que el grupo de investigación de Zhang había desarrollado para ocultar las nanopartículas en las membranas de los glóbulos rojos. Los investigadores demostraron previamente que las nanopartículas disfrazadas de glóbulos rojos son capaces de eliminar las peligrosas toxinas formadoras de poros producidas por MRSA, venenosasmordeduras de serpientes y picaduras de abejas del torrente sanguíneo.
Al usar las membranas de plaquetas del propio cuerpo, los investigadores pudieron producir imitaciones de plaquetas que contienen el conjunto completo de receptores de superficie, antígenos y proteínas presentes naturalmente en las membranas de plaquetas. Esto es diferente a otros esfuerzos, que sintetizan imitaciones de plaquetas que replican uno o másdos proteínas de superficie de la membrana plaquetaria.
"Nuestra técnica aprovecha las propiedades naturales únicas de las membranas de plaquetas humanas, que tienen una preferencia natural para unirse a ciertos tejidos y organismos en el cuerpo", dijo Zhang. Esta capacidad de focalización, que las membranas de los glóbulos rojos no tienen,Los investigadores dijeron que las membranas plaquetarias son extremadamente útiles para la administración dirigida de medicamentos.
imitadores de plaquetas en el trabajo
En una parte de este estudio, los investigadores empacaron nanopartículas que imitan las plaquetas con docetaxel, un medicamento utilizado para prevenir la formación de tejido cicatricial en el revestimiento de los vasos sanguíneos dañados, y las administraron a ratas afectadas por arterias lesionadas. Los investigadores observaron que el docetaxel-que contiene nanopartículas recolectadas selectivamente en los sitios dañados de las arterias y las curó.
Cuando se empaqueta con una pequeña dosis de antibióticos, las nanopartículas que imitan las plaquetas también pueden minimizar en gran medida las infecciones bacterianas que han ingresado al torrente sanguíneo y se han extendido a varios órganos del cuerpo. Los investigadores inyectaron nanopartículas que contienen solo un sexto de la dosis clínica del antibiótico vancomicinaen uno de los grupos de ratones infectados sistémicamente con la bacteria MRSA. Los órganos de estos ratones terminaron con recuentos bacterianos hasta mil veces más bajos que los ratones tratados con la dosis clínica de vancomicina sola.
"Nuestras nanopartículas que imitan las plaquetas pueden aumentar la eficacia terapéutica de los antibióticos porque pueden enfocar el tratamiento en las bacterias localmente sin propagar medicamentos a tejidos y órganos sanos en el resto del cuerpo", dijo Zhang. "Esperamos desarrollar plaquetas-imitando nanopartículas en nuevos tratamientos para infecciones bacterianas sistémicas y enfermedades cardiovasculares ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Liezel Labios. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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