Los investigadores dicen que han encontrado una manera de pasar de contrabando nanopartículas portadoras de drogas sobrepasando el sistema inmunológico del cuerpo: camuflándolas para parecerse a fragmentos de células que se encuentran en la sangre humana
Micrografía electrónica de las nanopartículas con recubrimiento de plaquetas
Las partículas disfrazadas no sólo son capaces de evadir la detección, sino que también explotan las propiedades naturales de las plaquetas para tratar las infecciones bacterianas y para reparar los vasos sanguíneos dañados con más eficacia que las formas convencionales de entrega de medicamentos, informa el equipo. Los investigadores fueron dirigidos por Liangfang Zhang de la Universidad de California, San Diego, y publicaron su trabajo en la revista Nature el 16 de septiembre.
El equipo de Zhang comenzó con partículas de un tamaño de 100 nanómetros hechas del polímero biodegradable PLGA, y las recubrió con membranas extraídas de plaquetas humanas, fragmentos de células encontradas en la sangre que se acumulan en los sitios de daño tisular y comienzan el proceso de coagulación. Esto ayuda a las partículas a evadir el sistema inmune, dicen los autores.
Los investigadores han intentado previamente unir las piezas clave de membranas de plaquetas en nanopartículas para evitar el ataque inmunológico; en particular, la proteína CD47 de la plaqueta. Esa proteína envía una señal «no me comas» al sistema inmunológico del cuerpo, dice Dennis Discher, un nanoingeniero en la Universidad de Pennsylvania en Filadelfia. Sin embargo, las nanopartículas de Zhang cuentan con el conjunto más completo de proteínas de membrana, dice Omid Farokhzad, médico y nanotecnólogo en el Hospital Brigham y de Mujeres en Boston, Massachusetts, que escribió un artículo de News & Views que acompañó el artículo científico.
Asesinos encapuchados
Las nanopartículas recubiertas de plaquetas tienen otras ventajas. Las bacterias como Staphylococcus aureus resistente a meticilina (SARM), resistentes a la meticilina, por ejemplo, pueden pegarse a las plaquetas; una característica que explotan para protegerse del sistema inmunológico. Esto hace que, naturalmente, sea más probable que interactúen con nanopartículas recubiertas. Las plaquetas también son atraídas a las áreas específicas del cuerpo donde está ocurriendo el daño tisular.
Las partículas aprovechan las capacidades naturales únicas de las plaquetas», dice Samir Mitragotri, ingeniero químico de la Universidad de California, Santa Barbara, que no participó en el trabajo. «Este un enfoque muy innovador», añade.
El equipo de Zhang inyectó nanopartículas «encapuchadas» —con antibióticos en el interior— en ratones infectados con SARM (Staphylococcus aureus resistente a meticilina). Esto redujo las poblaciones de bacterias SARM en el hígado y el bazo 1.000 veces en comparación a cuando a los ratones se les dio antibióticos convencionales, y requiere sólo una sexta parte de la dosis del fármaco convencional. (En otros órganos, las nanopartículas también fueron más eficaces que la administración convencional de fármacos, pero la diferencia fue menos pronunciada).
El equipo también explotó el hecho de que las plaquetas tienden a migrar a los vasos sanguíneos dañados. Cargaron nanopartículas camufladas con el medicamento llamado docetaxel, para ver si se podía evitar el exceso de engrosamiento de las paredes arteriales dañadas (un efecto que puede causar problemas después de la cirugía). Cuando se inyectaron estas nanopartículas en las ratas que tenían dañados los vasos sanguíneos, las partículas se agruparon en concentraciones más grandes en los sitios dañados que en el tejido sano de las ratas. Y el tratamiento con docetaxel fue más eficaz cuando se administró de esta manera que cuando fue entregado en el torrente sanguíneo sin necesidad de utilizar nanopartículas, mostró el equipo.
Es impresionante la capacidad de administrar dosis altas de medicamentos a esos sitios, evitando las células del sistema inmunológico, llamadas macrófagos, que normalmente destruyen la mayoría de las nanopartículas incluso en los sitios de la enfermedad, dice Discher.
Signos de interrogación
Pero no todo el mundo está convencido de la capacidad de ocultar las partículas. Aunque una pequeña fracción de las partículas se agruparon en los sitios de la enfermedad, la gran mayoría de ellas terminó rápidamente en el hígado y el bazo de los animales; lo que sugiere que la mayoría de las partículas todavía seguían siendo capturadas por las defensas inmunitarias en esos lugares, dice Moein Moghimi, un especialista en productos farmacéuticos nanotecnológicos en la Universidad de Copenhague. Moghimi piensa que se necesita un examen mucho más riguroso de la respuesta inmune del cuerpo a las partículas.
Zhang dice que su equipo planea a continuación hacer grandes cantidades de estas nanopartículas encapuchadas, y probar su uso en animales más grandes antes de que las terapias lleguen a ser ensayadas en humanos. Debido a que las plaquetas tienden a agruparse alrededor de las células cancerosas en la sangre, así como alrededor de las bacterias, el equipo va a ver a continuación si se podrían utilizar las nanopartículas disimuladas para atacar el cáncer, añade.
El desarrollo de terapias de nanopartículas híbridas que combinen componentes sintéticos y biológicos será un camino largo y lleno de baches, dice Farokhzad. «Pero se trata de una tecnología por la que apostaría. Absolutamente. Creo que la promesa es enorme».
Nature doi: 10.1038/nature.2015.18380
Fuente: Nature News. Aportado por Eduardo J. Carletti
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