Investigación avanza hacia el diseño de nano-vehículos transportadores de fármacos

26 de septiembre de 2022

El Dr. Marco Soto Arriaza, investigador de la Facultad de Medicina y Ciencia, utiliza pequeños sistemas sintéticos para estudiar el flujo y transporte de moléculas a través de su membrana: aspecto clave para desarrollar sistemas capaces de administrar fármacos -u otras sustancias- directamente al interior de una célula.

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Todas las células tienen una membrana que la protege y separa su interior de su exterior, regulando el paso de materiales que entran y salen de ella: una dinámica básica y fundamental para el funcionamiento de la vida.

Recientemente integrado a la Facultad de Medicina y Ciencia, el Dr. Marco Soto Arriaza explora las dinámicas de transporte hacia dentro y hacia afuera de esta barrera membranosa, utilizando modelos sintéticos llamados liposomas: pequeñas vesículas esféricas de tamaño nanométrico compuestas de una membrana que encierra un interior acuoso.

Como una suerte de burbujas nanoscópicas, son ampliamente utilizadas para transportar y administrar fármacos y nutrientes. Así, el Dr. Soto Arriaza explica que, en una primera etapa de su línea de investigación, se dedicó a “estudiar diferentes tipos de moléculas de importancia biológica -como alcoholes con propiedades anestésicas, colesterol, péptidos y proteínas- en la interacción con la bicapa lipídica en estos modelos de membrana; es decir, entender cómo se comportan y cuál es el efecto en las propiedades fisicoquímicas de la bicapa lipídica ”.

Tras lograr caracterizar estos sistemas, el foco posterior de su trabajo fue estabilizarlos de forma tal que fuesen capaces de encapsular o encerrar sustancias (como fármacos o diferentes moléculas de interés) y transportarlos, con la finalidad de lograr sistemas estables en el tiempo. Esto, considerando aspectos como la vía de ingreso del medicamento, si se inyecta o ingiere, entre otros factores.

“Buscamos polímeros anfipáticos, biodegradables y biocompatibles que nos permitan estabilizar estos sistemas liposomales, con la finalidad de aumentar no sólo su tiempo de permanencia en el sistema circulatorio, sino también aumentar su estabilidad en diferentes condiciones”, explica. Asimismo, se encontraron diferencias en la velocidad con que se liberan los materiales encapsulados; es decir, dependiendo de la composición, rigidez y permeabilidad de estos sistemas de transporte nanométricos, es posible retardar o controlar la salida del fármaco  encapsulado.

Aplicaciones en salud

Una de las principales aplicaciones a las que apunta este trabajo es la encapsulación, transporte y liberación controlada de drogas antineoplásicas -como la doxorrubicina- que atacan y eliminan células tumorales (así como también enzimas y sistemas de importancia alimentaria como los  parabióticos).

Para este fin, la investigación avanza hacia lograr vehículos más sofisticados. Es decir, sistemas que no solamente sean estables en el tiempo y de liberación controlada, sino que lo hagan en un tipo de célula específica como, por ejemplo, las tumorales, y no en otra.

Esto es muy relevante considerando que los medicamentos como los que se utilizan en las quimioterapias son altamente tóxicos, ya que en rigor deben “matar” células cancerosas, sin embargo, no son selectivos y de paso afectan también a los tejidos sanos. Junto con una baja eficacia del fármaco, esto implica importantes efectos secundarios para las y los pacientes, que pueden ser permanentes.

El Dr. Soto Arriaza explica que la utilización de liposomas como sistemas transportadores trae consigo un amplio abanico de oportunidades. “Los sistemas son muy versátiles y transversales respecto al objetivo que se quiera lograr”, puntualiza. Así, entre otros proyectos, está comenzando a trabajar con moléculas fotosensibles que, al ser irradiadas con luz, producen daño oxidativo en células, lo cual abre la puerta a otros mecanismos para atacar células tumorales, así como también a bacterias de origen alimentario, entre otras posibilidades.