Bilatzailea
Nanosendagiles para rexenerar a pel
A cortiza humana é un órgano complexo formado por tres capas que cumpren unha serie de funcións indispensables, entre elas a barreira protectora contra microorganismos e a regulación de temperatura. Cando se fere, estas capas inician un proceso coordinado de curación, pero en pacientes con diabetes ou infeccións persistentes este proceso pode quedar deteriorado e as feridas cronificarse. Aínda que os tratamentos estándar (apósitos e teas de gas) ofrecen protección física, son pasivos e non solucionan a disfunción biolóxica subxacente. É por iso que as nanopartículas están a ser estudadas como unha opción innovadora, xa que poden ser "enxeñeiros" moleculares capaces de guiar e mellorar o proceso de curación interactuando directamente coas células.
Deseñando nanopartículas para a reparación téxtil
Un grupo internacional de investigadores formado pola Universidade do País Vasco e POLYMAT, en colaboración coa Universidade Charité de Berlín, logrou un importante paso adiante no desenvolvemento dunha nova clase de nanopartículas especialmente deseñadas para apoiar o proceso de reparación complexa da pel.
Estas nanopartículas xeráronse a través dun proceso que se denomina capa por capa (layer-by-layer), mediante a colocación capa por capa dos compostos químicos desexados na superficie das partículas. Este proceso pódese comparar coa construción dunha pequena esfera na que cada capa ten un propósito biolóxico ou químico específico. O resultado final é unha estrutura similar á cebola, xa que está formada por múltiples capas especializadas que se agrupan ao redor dun núcleo central e están graduadas. Estas nanopartículas están compostas de polímeros biodegradables e biocompatibles: estes materiais descomponse naturalmente no corpo ao longo do tempo sen causar efectos biolóxicos adversos. Isto faios especialmente prometedores para as aplicacións médicas.
Esta enxeñaría detallada permite aos científicos decidir como se comportará a partícula despois de que se introduce no corpo. Por exemplo, certas capas internas pódense utilizar para protexer os medicamentos mentres que outras capas controlan o momento de liberación destas sustancias. A capa externa, pola contra, está adaptada para que as células do corpo interactúen entre si, actuando como un pequeno enxeñeiro que traballa con precisión a escala microscópica.
O equipo de investigación analizou a influencia da capa externa ou "recubrimiento" da nanopartícula na causa da mesma. Esta é a parte que entra en contacto directo coas principais células de reparación da pel, os queratinocitos. Estas células son as máis abundantes da epidermis e son os axentes principais responsables de pechar a ferida e recuperar a integridade da pel. Para optimizar a interacción entre partículas e queratinocitos, os investigadores estudaron diferentes polisacáridos, longas cadeas de moléculas de azucre que se atopan na natureza. Estes azucres son ideais para uso médico debido ao seu alto grao de biocompatibilidad. En concreto, analizáronse catro polisacáridos: acedo hialurónico, trimetilo quitosano, sulfato de dextrán e fucoidano.
Os resultados deste estudo foron rechamantes. Cando as nanopartículas estaban recubertas con estes polisacáridos, principalmente acedo hialurónico, as células de queratinocitos absorberon as nanopartículas en grandes cantidades, ás veces alcanzando unha taxa de absorción do 80% en 4 horas. Esta alta eficiencia suxire que as células de pel están naturalmente "sintonizadas" para detectar estes polisacáridos. Esta detección débese a que a superficie dunha célula está recuberta de proteínas especializadas que funcionan como pequenos sensores. Cando se atopan cunha estrutura azucreira coñecida, son máis fáciles de unir.
Responsables do proxecto de investigación (de esquerda a dereita): Aitor Larrañaga, María Ángela Motta e Marcelo Calderón.
Estes "pequenos enxeñeiros" nanopartículas fan moito máis que entrar á célula. Impulsan activamente o proceso de renovación da pel. Mellorando as interaccións entre células e partículas e creando unha contorna biolóxica máis axeitado, estas nanopartículas axudan aos queratinocitos a moverse a través da área da ferida. Esta migración é o paso básico necesario para que a pel peche un oco físico e recupere o noso órgano de protección.
Para asegurarse de que estes resultados son aplicables ao medicamento real, os investigadores superaron as probas de laboratorio básicas e realizaron experimentos utilizando mostras de pel do home que tomaron dalgúns doantes sans. Os achados foron especialmente positivos para as nanopartículas recubertas con ácido hialurónico. Estas partículas precisas melloraron significativamente a reparación tisular, xa que non só axudaban a formar a capa dunha nova célula de pel, senón que tamén estimulaban o crecemento de novos vasos sanguíneos. Este último punto é vital, xa que os vasos sanguíneos fornecen os nutrientes e o osíxeno que calquera tecido necesita para sobrevivir e crecer. Un dos achados máis interesantes foi que a aplicación do ácido hialurónico na súa forma crúa non achegaba os mesmos beneficios. Isto subliña a importancia do deseño da nanopartícula. Envolvendo o polisacárido nun sistema estruturado, pode permanecer máis tempo na zona da ferida, evitar a degradación rápida e interactuar máis coas células.
Un novo capítulo para o medicamento rexenerativo
Estes achados diríxennos cara a un futuro no que os tratamentos de feridas non serán só tratamentos pasivos como os parches e apósitos actuais, senón que se utilizarán guías activas do proceso de curación. Como pequeno enxeñeiro, estas nanopartículas poden coordinar un amplo conxunto de eventos biolóxicos necesarios para a reparación exitosa. Os científicos agora representan a posibilidade de que estas nanopartículas poidan ser inseridas en cremas ou xeles para a súa aplicación directa na ferida do paciente. Este tipo de tratamento sería fácil de usar, ao mesmo tempo que ofrecería unha terapia moi enfocada e eficaz.
Mirando máis adiante, o equipo de investigación está a estudar formas de facer as nanopartículas aínda máis efectivas. Unha estratexia é a adición de moléculas antimicrobianas, infeccións —unha das principais causas da cronificación das feridas— que axudan a evitalas, reconstruíndo ao mesmo tempo a pel. Outra estratexia é a incorporación de proteínas antiinflamatorias. Máis aló do coidado das feridas, estas nanopartículas están a espertar cada vez máis interese polo seu potencial papel no tratamento dunha ampla gama de enfermidades.
No futuro, estes enxeñeiros microscópicos poden transformar a dermatoloxía clínica permitíndolles curar feridas máis rápido, de maneira máis eficiente e con menos complicacións, á vez que reducen os custos de saúde, acurtando os tempos de cura. O seguinte reto será levar estas tecnoloxías do laboratorio á práctica clínica e, finalmente, ás farmacias. Neste contexto, POLYMAT participa no proxecto "Hidrogeles intelixentes para a Nanomedicina Personalizada", liderado por i+Med, para crear solucións terapéuticas innovadoras a través do potencial destes biomateriales avanzados.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian
