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Cornell Prime Dots, también llamados C’Dots, son nanopartículas de sílice híbridas de núcleo y cubierta fluorescentes ultrapequeñas que se cree que son efectivas solo cuando se administran por vía intravenosa. Sin embargo, estudios recientes han demostrado la posibilidad de administración oral.
Fuente de la imagen: V/Shutterstock.com
Una nueva investigación que detalla este avance ha sido publicada en Materiales avanzados titulado «Superación de barreras asociadas con la administración oral de nanopartículas de sílice de núcleo-cubierta fluorescentes de diferentes tamaños».
Debido a que las partículas son tan pequeñas, siempre pensamos que era posible que pudieran absorberse en el tracto gastrointestinal.
Ulrich Wiesner, Profesor Spencer T. Olin, Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Universidad de Cornell
Wiesner añadió: “Los pacientes probablemente preferirían tomar pastillas por vía oral que tener que ir al hospital para recibir una inyección. La mayoría de los tratamientos contra el cáncer actuales se administran mediante inyecciones. Entonces la motivación estaba claramente ahí.«
Los coautores principales Jacob A. Erstling, Ph.D. ’22, y Thomas C. Gardinier, Ph.D. ’19 están en Wiesner Group y ahora en Elucida Oncology, Inc., una empresa de biotecnología con sede en Nueva Jersey cofundada por Wiesner, junto con Nirmalya Bag, ex becaria postdoctoral en el Departamento de Química y Biología Química de la Facultad. de Artes y Ciencias y ahora en la facultad del IIT Kharagpur en India.
Además de la posibilidad de administrar C’Dots por vía oral para el cáncer y otras terapias, la investigación ha despertado un renovado interés en la sílice ultrapequeña como beneficio para la salud. La sílice es el óxido más común en la corteza terrestre y se encuentra en una variedad de alimentos «saludables» como las judías verdes, los plátanos y las verduras de hojas verdes.
Wiesner añadió además: “La sílice ultrapequeña puede ser en realidad un material natural que ha circulado en los animales a través de la absorción intestinal durante millones de años de evolución y, por lo tanto, puede beneficiar al cuerpo de la misma manera que pequeñas cantidades de hierro, cobre, calcio, magnesio y otros minerales que se sabe que aportan. ser importante para nuestro bienestar.«
El potencial terapéutico de C’Dots ha llevado a varios descubrimientos notables, incluida su capacidad para desencadenar ferroptosis en células cancerosas privadas de nutrientes sin una carga química mortal. El éxito más reciente de C’Dot se produjo a principios de este año, cuando los investigadores descubrieron que la combinación de fragmentos de anticuerpos y medicamentos con los puntos curaba permanentemente el cáncer de estómago en ratones.
Los principales obstáculos para la administración oral de C’Dots fueron el ácido del estómago, el moco intestinal y el epitelio intestinal. Al evitar que sustancias extrañas, incluidas las nanopartículas, se difundan en el epitelio intestinal, el moco protege al cuerpo de las enfermedades. La principal barrera que impide que penetren cosas más grandes es el revestimiento epitelial, que consiste principalmente en enterocitos que forman uniones estrechas.
En una serie de experimentos, el grupo de Wiesner examinó nanopartículas simples sin fármacos adheridos con un diámetro de entre 5 y 50 nanómetros. Descubrieron que las partículas de menos de 20 nanómetros, como los C’Dots, tienen suficiente permeabilidad para atravesar la capa mucosa y el epitelio y administrarse por vía oral.
Luego, el equipo realizó pruebas de administración oral en una cohorte limitada de ratones y observó una buena eliminación renal y absorción sanguínea sin la característica corona proteica que se observa con otros portadores de fármacos.
Wiesner enfatizó que los datos que muestran la absorción de la administración oral en animales no significan que los resultados serán los mismos en humanos, pero “El hecho de que veamos que las partículas son absorbidas en el torrente sanguíneo de los animales es significativo en sí mismo.«
El equipo también desarrolló una tableta recubierta de polímero para proteger los C’Dots equipados con medicamentos del empeoramiento del ácido estomacal.
La capacidad de C’Dots para causar ferroptosis llevó a Wiesner a pensar en los posibles beneficios para la salud de la sílice, que se encuentra en varias comidas saludables. Saurabh Mehta, profesora Janet y Gordon Lankton en el Departamento de Ciencias de la Nutrición de la Facultad de Ecología Humana, aconsejó a Wiesner.
“Le preguntamos: “¿Qué sabes sobre el efecto antitumoral en un ambiente donde la dieta es rica en sílice biogénica?” Y él dijo: “No lo sabemos; Nadie nunca ha hecho esta pregunta.“explicó Wiesner.
Mehta dijo que se necesita más investigación para descubrir cómo la sílice afecta el sistema inmunológico y el microbioma intestinal.
La sílice es omnipresente en nuestro sistema alimentario y se utiliza en diversas etapas de la producción, procesamiento y envasado de alimentos, incluso como aditivo alimentario. Generalmente se considera seguro; Algunos estudios también muestran que pueden tener actividad biológica y beneficios para la salud que necesitan más estudios.
Saurabh Mehta, profesora Janet y Gordon Lankton, Departamento de Ciencias de la Nutrición, Facultad de Ecología Humana, Universidad de Cornell
Richard Cerione, profesor Goldwin Smith del Departamento de Química y Biología Química (A&S); Robert Weiss, Profesor de Genética Molecular del Departamento de Ciencias Biomédicas de la Facultad de Medicina Veterinaria; Barbara Baird, profesora Horace White del Departamento de Química y Biología Química (A&S); Otros colaboradores son numerosos antiguos estudiantes de doctorado y postdoctorados del grupo Wiesner.
El Instituto Nacional del Cáncer de los Institutos Nacionales de Salud proporcionó fondos para este estudio.
Referencia de la revista:
Primer fruto, SÍ, et al. (2023) Superación de las barreras asociadas con la administración oral de nanopartículas de sílice de núcleo y cubierta fluorescentes de diferentes tamaños. Materiales avanzados. doi:10.1002/adma.202305937
Fuente: http://cornell.edu/
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