Nanodelivery
Un equipo de científicas y científicos diseñaron y probaron un vehículo todo terreno que sortea los escollos y atraviesa las barreras de protección del cerebro con el fin de llevar fármacos a destinos recónditos como la zona posterior del ojo. Con ese objetivo desarrollaron un nanogel a partir de un biopolímero, el quitosano, que se encuentra en el caparazón de los langostinos.
A veces, no hay que ir al Himalaya para coronar la cima más alta y dificultosa del mundo. Hay otros escollos tan desafiantes, empinados y rocosos como ese y que se encuentran sobre nuestros hombros: en la cabeza. Allí, en ese universo poblado de neuronas, el desafío es atravesar la BHE, o barrera hematoencefálica, que protege al cerebro de indeseados intrusos como virus y bacterias. El problema es que también impide que lleguen a destino visitantes con buenas intenciones, como fármacos para mejorar una dolencia.
Diseñar y probar un transporte que permita cruzar con éxito ese atolladero fue el objetivo de un equipo interdisciplinario de Exactas UBA, que aprovechó materiales de bajo costo para hacerlo, como residuos de la pesca de langostinos. Así desarrolló un nanogel de tamaño muy pero muy chiquito, de dimensiones equivalentes a la mil millonésima parte de un metro.
“Ser tan pequeño es, justamente, lo que le permite atravesar la barrera hematoencefálica que divide todo lo que sea el sistema nervioso del resto. Es una defensa muy difícil de superar”, sostiene Oscar Pérez, profesor de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires (UBA) e investigador del CONICET.
La barrera hematoencefálica protege al cerebro de virus y bacterias pero también impide el suministro de fármacos para mejorar una dolencia.
En este sentido, Agustina Alaimo, investigadora del CONICET en el IQUIBICEN (UBA-CONICET) remarca: “Esa barrera protege a los órganos esenciales de, por ejemplo, la entrada de un virus o una bacteria. Es una protección natural, pero también es una barrera para el delivery de fármacos. Entonces, buscamos sortearla ayudándonos con nanopartículas que protejan a la droga que uno quiere entregar de modo que no se alteren sus condiciones físico químicas, y que puedan llevarla hasta el sitio del órgano específico a tratar”.
(De izq. a der.) Oscar Pérez, Agustina Alaimo, Cecilia Samaniego López, Carla Spagnuolo, Bruno Berardino. Fotografía: Luiza Cavalcante.
Lograr el transporte que llegue a lugares recónditos del cerebro fue el objetivo cumplido en pruebas de laboratorio y en ratones, como acaban de publicar en Pharmaceutics. Superar las barreras permitiría vencer dificultades hoy habituales como ocurre con algunas drogas “que no logran llegar a destino, o lo hacen en poca cantidad, lo cual obliga a aumentar la dosis a administrar”, subraya Pérez, director del Laboratorio Interdisciplinario de Dinámica Celular y Nanoherramientas del IQUIBICEN en Exactas UBA.
Ver para creer
En esta ocasión, esa pequeñísima esfera o nanogel, que hizo las veces de delivery para llegar a un destino complicado, no estaba cargada con fármacos ni nada parecido. “El trabajo -explica Pérez- es una prueba de concepto de que el transportador, que es el nanogel, puede llegar a un sitio específico de difícil acceso”.
¿Cómo comprobar que ese vehículo de diseño llegue al punto del cerebro señalado y no se pierda en el camino al no poder sortear la difícil barrera? Aquí -para poder rastrear a ese nanogel compuesto por quitosano en el interior del cuerpo de un animal-, entra en escena el Laboratorio de Síntesis de Sensores Fluorescentes. Una de sus integrantes, Cecilia Samaniego López, becaria posdoctoral en el Departamento de Química Orgánica, dice: “El quitosano no tiene fluorescencia, entonces, es necesario marcarlo para saber a qué sitio se está dirigiendo la nanopartícula”.
El equipo desarrolló un nanogel de tamaño muy pero muy chiquito, de dimensiones equivalentes a la mil millonésima parte de un metro.
Samaniego López se ha formado con Carla Spagnuolo, también de Química Orgánica, que comenta: “Hace más de diez años que estamos trabajando con ese objetivo. Tenemos todo un conjunto de moléculas, modificadas para distintos fines, que fuimos preparando a lo largo de los años. Nosotros hacemos la parte estructural de lo que la química biológica desea marcar”. Ella también pertenece al Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono (CIHIDECAR, UBA-CONICET).
Señales fluorescentes
Esos nanogeles a base de quitosano con marcas fluorescentes para seguir sus huellas por el interior del cuerpo, fueron “inyectados de manera intraperitoneal en ratones. Después, junto con Agustina Alaimo, analizamos áreas del cerebro de estos animales para ver si efectivamente encontrábamos fluorescencia. Obviamente, vimos que había”, describe Bruno Berardino, biólogo molecular e investigador del CONICET.
El transporte viajó por el cuerpo de los ratones, atravesó la difícil barrera que protege al cerebro y llegó finalmente a destino. Antes de iniciar semejante travesía, el equipo chequeó que los componentes del nanogel no eran dañinos. “Porque puede ser peor el remedio que la enfermedad. Entonces también se hicieron ensayos de toxicidad”, indica Pérez. “Comprobamos que no eran tóxicos”, relata Alaimo, quien estuvo a cargo de esta tarea.
El quitosano, que es uno de los componentes de estos nanogeles, proviene de la quitina, que forma parte del caparazón de ciertos crustáceos.
“El quitosano, que es uno de los componentes de estos nanogeles, proviene de la quitina, que forma parte del caparazón de ciertos crustáceos. En este caso son restos de langostinos”, indica Pérez, con la brújula siempre puesta en la economía circular que busca reutilizar materiales durante el mayor tiempo posible. “Algo que es basura contaminante, se modifica para obtener un producto con valor agregado: el quitosano. Además de ser muy barato, está al alcance de la mano y es biocompatible”, resaltó Pérez.
Barreras y barreras
“En conclusión, los hallazgos obtenidos en el presente informe pueden ser útiles en el campo de la neuronanomedicina a la hora de diseñar vehículos farmacológicos con el fin de administrar drogas al sistema nervioso central”, concluye el trabajo cuyo primer autor es Emilio Rivera López, quien lo hizo como parte de la tesina de culminación de su licenciatura.
“Ahora, él se encuentra en España porque no le otorgaron la beca doctoral del CONICET, a pesar de haber obtenido un puntaje alto, una muestra más de la política científica actual. Esta es una pérdida también para el laboratorio, porque él hubiera seguido con esta línea de investigación en la que ya estaba capacitado”, se lamenta Pérez, y marca otra de las barreras difíciles de sortear.
