Los oxidantes que se encuentran dentro de los organismos vivos son subproductos del metabolismo y son esenciales para la curación de heridas y la inmunidad. Sin embargo, cuando sus concentraciones se vuelven demasiado altas, puede ocurrir inflamación y daño tisular. Los ingenieros de la Universidad de Illinois han desarrollado y probado un nuevo suministro de medicamentossistema que detecta altos niveles de oxidantes y responde administrando la cantidad justa de antioxidantes para restaurar este delicado equilibrio.
Los hallazgos se publican en la revista pequeño .
Según los investigadores, muchos productos farmacéuticos incluyen polímeros y partículas especializadas que controlan el tiempo o la concentración del fármaco liberado una vez administrado. Sin embargo, estos aditivos pueden dificultar la cristalización durante la fase de fabricación de algunos fármacos, como los antioxidantes, haciendo que se disuelvanen el cuerpo de manera incontrolada
"Vimos una oportunidad aquí para desarrollar un tipo diferente de sistema de administración de fármacos que pudiera detectar el nivel de oxidante en un sistema y responder administrando antioxidantes según sea necesario", dijo el profesor de ingeniería química y biomolecular y coautor del estudio Hyunjoon Kong.
Kong y su equipo encontraron una manera de ensamblar cristales de catequina, el antioxidante verde brillante que se encuentra en el té verde, utilizando un polímero que puede detectar cuando las concentraciones de oxidante se vuelven demasiado altas. Los investigadores probaron la capacidad de respuesta del cristal de catequina resultante.que contiene polímero en el crustáceo planctónico de agua dulce común Daphnia magna, la pulga de agua.
"La frecuencia cardíaca es una indicación de hasta qué punto los químicos potencialmente tóxicos influyen en la fisiología de las pulgas de agua", dijo Kong. "Las dafnidas a menudo se usan para monitorear los impactos ambientales en los sistemas ecológicos, y porque sus corazones son similares a los de los vertebrados,también se usan para evaluar la eficacia de las drogas cardioprotectoras "
Los investigadores expusieron los dafnidos al agua contaminada con concentraciones subletales del peróxido de hidrógeno oxidante natural mientras monitoreaban su frecuencia cardíaca. Descubrieron que la frecuencia cardíaca media de las dafnidas cayó de 348 a 290 y 277 latidos por minuto, dependiendo de la concentración deperóxido de hidrógeno utilizado.
Cuando el equipo agregó el nuevo cristal de catequina ensamblado con polímero al experimento, las pulgas de agua finalmente recuperaron una frecuencia cardíaca cercana a la normal.
Más allá de los posibles usos farmacéuticos para el nuevo polímero, el grupo de Kong está estudiando su uso para reducir el impacto de los productos químicos altamente oxidantes en las vías fluviales naturales.
"El peróxido de hidrógeno a menudo se usa para limpiar el agua contaminada por el exceso de algas, y esto genera preocupación acerca de cómo el oxidante puede estar afectando a los organismos vivos en el agua", dijo. "Creemos que este nuevo sistema de suministro de antioxidantes podría usarse para abordarel problema de las aguas naturales sobreoxidadas "
Los investigadores planean avanzar con el desarrollo del polímero para usos farmacéuticos y ambientales. "Este estudio demostró ser un concepto, pero tenemos más trabajo por hacer", dijo Kong. "Existe preocupación sobre la seguridad del polímero específico que usamos- diselenuro de polietilenimina, pero nos estamos acercando a encontrar un reemplazo viable ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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