Los nanoingenieros de la Universidad de California en San Diego han demostrado por primera vez el uso de micromotores para tratar una infección bacteriana en el estómago. Estos pequeños vehículos, cada uno de aproximadamente la mitad del ancho de un cabello humano, nadan rápidamente por todo el estómago mientras neutralizan el ácido gástricoy luego liberan su carga de antibióticos al pH deseado. Los investigadores publicaron sus hallazgos el 16 de agosto en Comunicaciones de la naturaleza .
Los investigadores dijeron que este enfoque de entrega con micromotor es un nuevo método prometedor para tratar enfermedades del estómago y del tracto gastrointestinal con medicamentos sensibles al ácido. El esfuerzo es una colaboración entre los grupos de investigación de los profesores de nanoingeniería Joseph Wang y Liangfang Zhang en la UC SanDiego Jacobs School of Engineering. Wang y Zhang fueron pioneros en la investigación sobre in vivo operación de micromotores y este estudio representa el primer ejemplo de micromotores que administran fármacos para el tratamiento de infecciones bacterianas.
El ácido gástrico puede ser destructivo para los medicamentos administrados por vía oral, como antibióticos y productos farmacéuticos a base de proteínas. Los medicamentos utilizados para tratar infecciones bacterianas, úlceras y otras enfermedades en el estómago normalmente se toman con sustancias adicionales, llamadas inhibidores de la bomba de protones, para suprimir el ácido gástrico.producción. Pero cuando se toman durante períodos más largos o en dosis altas, los inhibidores de la bomba de protones pueden causar efectos secundarios adversos, como dolores de cabeza, diarrea y fatiga. En casos más graves, pueden causar ansiedad o depresión.
Los micromotores tienen un mecanismo incorporado para neutralizar el ácido gástrico y administrar eficazmente sus cargas útiles de medicamentos en el estómago, sin el uso de inhibidores de la bomba de protones.
"Es un tratamiento de un solo paso con estos micromotores, que combina la neutralización del ácido con la acción terapéutica", dijo Berta Esteban-Fernández de Ávila, académica postdoctoral en el grupo de investigación de Wang en la Universidad de California en San Diego y coautora del artículo.
Cada micromotor consiste en un núcleo esférico de magnesio recubierto con una capa protectora de dióxido de titanio, seguido de una capa del antibiótico claritromicina y una capa externa de un polímero cargado positivamente llamado quitosano que permite que los motores se adhieran a la pared del estómago.
Esta unión también se ve reforzada por la propulsión de los micromotores, que es alimentada por el propio ácido del estómago. Los núcleos de magnesio reaccionan con el ácido gástrico, generando una corriente de microburbujas de hidrógeno que impulsan los motores dentro del estómago. Esta reacción también es temporalreduce la cantidad de ácido en el estómago, aumentando el nivel de pH lo suficiente como para permitir que los micromotores liberen el medicamento y realicen el tratamiento. El pH normal del estómago se restablece en 24 horas.
Los investigadores probaron los micromotores en ratones con Helicobacter pylori infecciones. Los micromotores, empaquetados con una dosis clínica del antibiótico claritromicina, se administraron por vía oral una vez al día durante cinco días consecutivos. Posteriormente, los investigadores evaluaron el recuento bacteriano en cada estómago del ratón y descubrieron que el tratamiento con los micromotores era ligeramentemás eficaz que cuando se administró la misma dosis de antibiótico en combinación con inhibidores de la bomba de protones.
Los micromotores están hechos principalmente de materiales biodegradables. Los núcleos de magnesio y las capas de polímero se disuelven con ácido gástrico sin producir residuos nocivos.
Los investigadores dicen que si bien los resultados actuales son prometedores, este trabajo aún se encuentra en una etapa temprana. El equipo está planeando futuros estudios para evaluar aún más el rendimiento terapéutico de los micromotores in vivo y compárelo con otras terapias estándar contra las enfermedades estomacales. Los investigadores también planean probar diferentes combinaciones de medicamentos con los micromotores para tratar múltiples enfermedades en el estómago o en diferentes secciones del tracto gastrointestinal. En general, los investigadores dicen que este trabajo abre elpuerta al uso de motores sintéticos como plataformas de entrega activas para in vivo tratamiento de enfermedades.
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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