¿Es importante el oro por su valor o por sus aplicaciones?
El futuro de los materiales se basa en la aplicación de las nanopartículas, explorando todos los ámbitos de la ciencia, desde la construcción de edificios hasta la medicina moderna.
La enfermedad objetivo a tratar es la angiogénesis, basada en la degradación macular, caracterizada por el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos patológicos (neovascularización).
Imagen 1. Nanopartículas de Si (20 mm)
El tratamiento actual más empleado es la inyección anti-VEGF (factor de crecimiento endotelial vascular), presentando limitaciones significativas. Estas necesitan de inyecciones intravítreas repetidas, lo que aumenta el riesgo de infección y lesiones, provocando que los efectos del fármaco sean sólo transitorios. Las nanopartículas han surgido como un recurso que promete una solución permanente.
Gracias al pequeño tamaño de las nanopartículas, son capaces de llevar medicamentos a zonas difíciles de alcanzar, como puede ser al globo ocular (barrera hematorretiniana).
Este proceso se realizó en la Universidad de Brown con nanopartículas de oro, donde estas se inyectan en ratones ciegos y se restaura su visión.
¿Cómo funciona? Estas partículas son inyectadas directamente en el ojo, y con la estimulación de luz infrarroja activan las células fotorreceptoras (las que permiten la visión).
Este estudio, demuestra que estas partículas eluden los fotorreceptores, bastones y conos dañados que ya no presentan función alguna.
En lugar de reparar estos daños, activan las células bipolares y ganglionares que procesan las señales visuales.
Funcionamiento químico.
5. Encapsulación y liberación controlada de moléculas.
Las nanopartículas tipo polímero (llamadas PLGA, PLA, PEG), los tres polímeros se encuentran en nanopartículas tipo polímero con las siguientes propiedades:
Hidrofóbico/hidrofílico → capaz de encerrar una variedad de medicamentos.
Biodegradación controlada → el polímero se degrada por hidrólisis, por lo que el medicamento se libera lentamente.
Aquí se utiliza la química de polímeros en la terapia ocular.
Por otro lado, debemos preguntarnos:
¿Está todo bien y funcionan estas nanopartículas al 100 por ciento?
¿Qué es bueno y malo sobre ellas?
¿Pueden ser peligrosas?
Empezando por lo bueno, algunos beneficios de esas nanopartículas incluyen:
1. Mejoran la entrega del tratamiento a la retina.
Las nanopartículas pueden cruzar barreras oculares que de otro modo bloquearían el paso de gran parte del medicamento. Esto significa que más medicamentos pueden llegar al lugar exacto donde se necesitan.
2. Permiten tratamientos más duraderos.
Esto se debe a que muchos medicamentos encapsulados en nanopartículas se liberan gradualmente durante semanas.
Esto podría reducir la frecuencia de las inyecciones intravítreas, disminuir los riesgos y mejorar la comodidad del paciente.
3. Permiten terapias dirigidas.
La superficie de una nanopartícula puede ser “decorada” con moléculas que identifican tejidos enfermos. Esto convierte el tratamiento en algo parecido a un misil guiado, afectando solo donde hay vasos sanguíneos patológicos.
4. Pueden transportar genes, proteínas o péptidos delicados.
Las nanopartículas actúan como un mecanismo de protección y evitan que estas moléculas se degraden antes de llegar a la retina.
5. Las nanopartículas tienen sus propios efectos terapéuticos.
Algunas, por ejemplo, las nanopartículas de oro o de óxido de cerio, disminuyen la angiogénesis o el estrés oxidativo por sí mismas, sin necesidad de contener medicamentos en sus contenedores.
6. Ampliarán las opciones de tratamiento.
Estas proporcionan alternativas o complementos a las terapias anti-VEGF existentes, que son efectivas pero tienen limitaciones, incluyendo inyecciones frecuentes.
Habiendo arrojado luz sobre el lado bueno, pasemos al malo:
DESVENTAJAS Y LIMITACIONES
1. La toxicidad aún no se comprende completamente.
Las nanopartículas no son todas inofensivas. El material (oro, cerio, PLGA, etc.), la concentración, el tamaño o la vía de administración afectan la toxicidad. Algunas pueden causar inflamación, especialmente si la dosis es alta.
2. Riesgo de fototoxicidad.
El ojo está continuamente expuesto a la luz intensa, y algunas nanopartículas (como los fullerenos o el dióxido de titanio) pueden volverse tóxicas cuando se exponen a la luz, dañando las células sensibles de la retina.
3. Falta de estudios a largo plazo.
La mayoría de los resultados positivos se obtienen de estudios en animales. Aún no sabemos cómo se comportan las nanopartículas después de años en el ojo, si se acumulan con el tiempo o si pueden desencadenar efectos secundarios tardíos.
4. Dificultad para estandarizar parámetros.
Deberíamos intentar controlar el tamaño, la forma, la carga eléctrica y los parámetros de degradación. Por el contrario, no todas las nanopartículas tienen la misma uniformidad de fabricación; una diferencia insignificante puede alterar su seguridad o eficacia.
5. Procesos de fabricación altamente costosos e intrincados.
Diseñar nanopartículas funcionales seguras requiere una gran cantidad de tecnología, lo que eleva su precio en el mercado y ha ralentizado el proceso de aprobación regulatoria.
6. Potenciales interacciones imprevistas.
Debido a su pequeño tamaño y gran superficie activa, las nanopartículas pueden interactuar con moléculas en el cuerpo de maneras que aún no comprendemos completamente.
CONCLUSIÓN
Las nanopartículas son la modalidad terapéutica prometedora en el tratamiento de la ceguera relacionada con la angiogénesis. Aún no son una cura por sí mismas, pero permiten mejorar la terapia ahora disponible, minimizar los efectos adversos y ofrecer terapias más individualizadas y duraderas.
Pero su seguridad necesita ser estudiada más a fondo y deben estandarizarse atributos más específicos, por ejemplo, en términos de tamaño o concentración. Todavía hay muchos desafíos por resolver, pero las direcciones están claramente delineadas y, con cada avance, nos acercamos un poco más a una auténtica revolución en la ciencia.
Pero fuera de los datos y las tecnologías, esta línea de investigación plantea preguntas fundamentales sobre nuestro futuro como sociedad: ¿Cómo cambiaría la sociedad una cura para la ceguera? ¿Habrá descubrimientos adicionales con nanopartículas para aplicaciones que actualmente consideramos imposibles?
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