La búsqueda autónoma de la diana terapéutica y la liberación de fármacos en su sitio de acción son características deseadas y buscadas en los nuevos sistemas nanomédicos. Un equipo de científicos holandeses ha diseñado un “nanosubmarino” que tiene estas funciones: Un fármaco antitumoral encapsulado en estomatocitos (una especie vesícula que recuerda a glóbulos rojos deformados) autopropulsados y autoensamblados se transporta a través de la membrana celular y se libera dentro de la célula mediante una señal redox química que desmonta la membrana de la vesícula. Suena complicado pero no lo es en absoluto. Vamos a verlo paso a paso, porque es fascinante.

Las nanovesículas automotrices son vehículos de transporte de medicamentos muy interesantes. Si se alimentan de peróxido de hidrógeno como “combustible”, estas vesículas pueden dirigirse como respuesta al gradiente de concentración de éste, como si siguieran un caminito de migas de pan en el que las migas son cada vez más grandes.

Combinando las ideas de nanomotores autopropulsados, de encapsulación de fármacos y de destrucción controlada del nanotransporte, los investigadores han diseñado una vesícula artificial auto-propulsada, sellada por una capa de copolímero en bloque, que se abre para liberar la carga de fármaco si se encuentra mayores concentraciones de glutatión, una molécula antioxidante ubicua en el interior de las células.

El glutatión es una molécula redox. En la célula, este pequeño péptido actúa como un eliminador de especies reactivas del oxígeno; además, sirve como una reserva del aminoácido cisteína. En las células tumorales se encuentran niveles elevados de glutatión, por lo tanto, al encontrar estos niveles anormalmente altos de glutatión de las células tumorales se desencadena el desmontaje de la membrana vesicular, y el contenido de la vesícula, el fármaco, se distribuye en la célula diana.

Veámoslo ahora todo junto.

El material de la membrana vesicular es un copolímero en bloque hecho de poli (etilenglicol) (PEG) y poliestireno. Durante el autoensamblaje, se encapsula un fármaco anticanceroso hidrofílico. Luego, al añadir el motor, que no es otra cosa que nanopartículas de platino, la vesícula artificial se transforma en un estomatocito en forma de cuenco, una vesícula con una abolladura o ranura especial. El platino es un catalizador que degrada el peróxido de hidrógeno producido por las células tumorales, propulsando los estomatocitos a través de la membrana celular, guiados por la cada vez mayor cantidad de peróxido de hidrógeno. Una vez dentro, las altas concentraciones de glutatión abren la cerradura química, rompen la vesícula, liberan el fármaco y detienen el movimiento por el envenenamiento del catalizador.

Esto es, se ha conseguido introducir un fármaco que no puede entrar por sí mismo en las células exactamente en aquellas que queremos eliminar, las tumorales, dejando intactas a las sanas.

Los investigadores comprobaron en células humanas in vitro que el nanosubmarino funciona perfectamente. Una idea muy interesante en la que seguir investigando.

Referencia:

Yingfeng Tu et al (2017) Redox-Sensitive Stomatocyte Nanomotors: Destruction and Drug Release in the Presence of Glutathione Angewandte Chemie International Edition doi: 10.1002/anie.201703276

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next