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Con una mano, Rizia Bardhan, profesora asociada de ingeniería química y biológica en la Universidad Estatal de Iowa, hizo un puño que luego cubrió con la otra mano, como un jugador de béisbol que atrapa una pelota en la red del guante de un jardinero.
El puño representa un nanoportador único lleno de medicina; Por otro lado, una célula decide si captura esta nanopartícula y luego la transporta al interior a través de su membrana protectora con los fármacos.
Bardhan dijo que este tipo de captación celular depende de dos condiciones.
Primero, las propiedades superficiales de la nanopartícula deben ser satisfactorias para la célula. Deben estar presentes los ligandos o aglutinantes correctos que reconocerán la partícula como amigable y se unirán a la célula receptora. En segundo lugar, la partícula debe tener la rigidez adecuada, ni demasiado blanda ni demasiado dura, para que la célula la absorba.
Si es demasiado blanda, se atasca en la membrana celular. Si es demasiado difícil, algunas células inmunitarias recogen la nanopartícula y la eliminan de la célula.
Rizia Bardhan, Profesora Asociada de Ingeniería Química y Biológica, Universidad Estatal de Iowa
Por lo tanto, Bardhan y sus colaboradores formularon un nuevo método para producir nanoportadores para la administración de fármacos.
Su tecnología consiste en un interior de liposoma suave y similar a la grasa (que es un antiguo portador de fármacos clínicamente aprobado) revestido en una capa sólida de nanopartículas de oro.
Juntamos lo blando y lo duro, por eso los llamo nanoportadores híbridos.
Rizia Bardhan, Profesora Asociada de Ingeniería Química y Biológica, Universidad Estatal de Iowa
Bardhan explicó que las partículas no tendrán más de 100 mil millonésimas de metro de ancho. «Este material duro y blando ofrece una amplia gama de propiedades mecánicas para lograr una alta absorción celular», añadió Bardhan.
La idea es utilizar los nanoportadores híbridos para transportar medicamentos para la epilepsia, el Alzheimer y otras enfermedades a través de la barrera hematoencefálica del cuerpo humano, que es una barrera importante que el cuerpo levanta para proteger el cerebro de los patógenos.
La Fundación Nacional de Ciencias apoya el proyecto con una subvención de US$ 650.000 durante tres años.
Los tres colaboradores de Bardhan son todos de la Universidad Estatal de Iowa y están afiliados al Instituto de Nanovacunas de Iowa: Donald Sakaguchi, profesor de Genética, Desarrollo y Biología Celular de Morrill; Saji Uthaman, científico investigador en química y bioingeniería; y Anwesha Sarkar, asistente profesor de ingeniería eléctrica e informática.
Sakaguchi estudiará los nanoportadores en modelos biológicos de la barrera hematoencefálica, Uthaman y Bardhan crearán y mejorarán los nanoportadores, y Sarkar estudiará las propiedades mecánicas de los nanoportadores utilizando un microscopio de fuerza atómica.
Un enfoque poco convencional
Bardhan explicó que un objetivo clave del estudio es determinar qué propiedades moleculares y mecánicas del nanoportador se pueden manipular y alterar para cruzar de manera eficiente la barrera hematoencefálica.
Los científicos modificarán aún más los nanoportadores mediante el uso de láseres infrarrojos de bajo nivel, como los que utilizan los dermatólogos, para elevar la temperatura de los nanoportadores a temperaturas febriles, rompiendo sus membranas y entregando sus cargas de fármacos a las células objetivo.
todo eso saldría adelante “Administración de medicamentos para trastornos cerebrales difíciles de tratar” escribieron los investigadores en un resumen del proyecto. Bardhan explicó que estas enfermedades podrían incluir la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Alzheimer, la epilepsia, el accidente cerebrovascular isquémico y las convulsiones.
Los científicos escribieron que su método híbrido, optimizado y dirigido crea «nanoportadores no convencionales».
La mayoría de los investigadores suelen trabajar en los extremos. Trabajan con nanopartículas que son muy duras o muy blandas. La región intermedia está inexplorada.
Rizia Bardhan, Profesora Asociada de Ingeniería Química y Biológica, Universidad Estatal de Iowa
Este sigue siendo un lugar barato para explorar. Como escribieron los científicos, «Los nanoportadores terapéuticos han cambiado el panorama de varias enfermedades al permitir la administración de fármacos en sitios específicos».
Fuente: https://www.iastate.edu
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