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Científicos mexicanos crean nanotransportador de medicamentos


Por Hugo Valencia Juliao

Ciudad de México. 7 de febrero de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- Mediante técnicas avanzadas de biología molecular e ingeniería de proteínas, un equipo de expertos del Instituto de Física de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP) creó un nanotransportador con la cubierta de un virus, que resultará ideal para optimizar el efecto de medicamentos hidrofóbicos empleados en el tratamiento del cáncer.

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La nanotecnología representa una esperanza de vida para los pacientes con cáncer, esta enfermedad es catalogada por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como la principal causa de muerte a nivel mundial; en 2015 se calcula que provocó 8.8 millones de defunciones. 

Para crear el nanotransportador, el equipo de especialistas utilizó la cubierta o envoltura protectora —llamada  cápside— del virus moteado del chícharo (CCMV, por su abreviatura en inglés), explicó el director del Laboratorio de Física Biológica de la UASLP y responsable de la investigación, el doctor Jaime Ruiz García.

La nanomedicina ya interviene a nivel de los átomos y las moléculas, lo cual permite estimular mecanismos de autorreparación en el cuerpo. Sin embargo, avances en la ingeniería de proteínas y materiales han contribuido en la escala nanométrica para brindar una nueva esperanza para los pacientes con cáncer.

El virus aliado de la ciencia

El objetivo de la investigación fue mostrar la adaptación de partículas llamadas nanolipoesferas como potenciales nanotransportadores de medicamentos biocompatibles, esto con ayuda de la cápside del virus CCMV que no solo provee un microambiente controlado para el transporte de cualquier tipo de medicamento hidrofóbico, sino también da mayor estabilidad previniendo la coalescencia de las lipoesferas, es decir, la unión entre elementos que constituyen el producto nanométrico. 

1-capside0718.jpgJaime Ruíz García.“La idea de esta investigación fue demostrar que las partículas tipo virus, donde se utiliza la cápside del virus pero que no incluye el genoma viral, pueden ser muy eficientes”, explicó en entrevista con la Agencia Informativa Conacyt.

Reemplazaron el genoma viral por un cargamento de lipoesferas, análogas a las lipoproteínas de baja densidad, las cuales son encapsuladas por la cápside viral, la cual está formada por 180 proteínas idénticas que facilitan a la partícula tipo virus llegar de manera más efectiva a las células afectadas. En la investigación, se desarrolló una nanopartícula de grasa compuesta de fosfolípidos, triglicéridos y colesterol, además de que añadieron un medicamento anticancerígeno hidrofóbico, por lo que necesita un método de transportación hacia las células.

Diseñaron las nanolipoesferas de manera artificial y es la primera vez que se construyen en un tamaño promedio a los 20 nanómetros de “forma homogénea y a una alta densidad”, aclaró el doctor Ruiz García, quien es miembro nivel III del Sistema Nacional de Investigadores (SNI).

Esta investigación ha sido apoyada en diversas ocasiones, la última en 2016, por el Fondo de Investigación Básica SEP–Conacyt y por la convocatoria de desarrollos científicos de atención a problemas nacionales. 

Reemplazar el genoma del virus necesita conocimientos y técnicas propios de la biología molecular, ya que los científicos requieren desensamblar el virus. “Por medio de procesos físicos debilitamos las interacciones entre los diferentes componentes del virión, lo que provoca que las proteínas y el genoma viral queden libres. Por métodos de ultracentrifugación separamos la proteína de la cápside del genoma del virus, por lo que podemos recuperarla y purificarla”, agregó el catedrático de la UASLP.

El potencial de la investigación es muy grande porque, en la actualidad, hay muchos medicamentos que son hidrofóbicos. Estos medicamentos requieren un vector que los lleve hasta las células cancerígenas a través de la sangre. Sin embargo, los vectores que hoy en día se utilizan no son muy eficientes, comentó el doctor Ruiz García.

“Algunos de estos medios de transportación utilizan liposomas, en los que el medicamento puede estar adherido interna o externamente o puede quedar obstruido por varias capas de lípidos, lo cual reduce su eficiencia”.

En este caso, el equipo a cargo del doctor Jaime Ruiz García desarrolló un vehículo de transporte que es natural a las células, en especial a las células cancerígenas, pues estas necesitan mucho alimento de colesterol y triglicéridos.

¿Fobia al agua?

Una sustancia es  hidrofóbica si no es miscible con el agua. Básicamente la hidrofobicidad ocurre cuando la molécula en cuestión no es capaz de interaccionar con las moléculas de agua, ni por interacciones ion-dipolo ni mediante puentes de hidrógeno.

Pretenden engañar a las células malignas, ya que las nanolipoesferas están diseñadas con las grasas que estas requieren para alimentarse y reproducirse; sin embargo, al mismo tiempo, proveen el medicamento que las mata. 

Además, en este proyecto, a las partículas tipo virus que ya llevan la carga del medicamento se les agregarán moléculas de receptores que son muy particulares de las células cancerígenas, ayudando aún más a que lleguen de manera eficiente a este tipo de células.

Vacas, vacunas y viruela

En el proceso de desarrollo de vacunas para combatir los virus a menudo se utilizan los mismos virus, por ejemplo, en la actualidad, la vacuna contra la rabia utiliza el mismo virus, solo que atenuado o inactivado con rayos UV, lo que hace que se degrade el genoma viral, aunque al mismo tiempo las glicoproteínas sirven como antígenos para que los anticuerpos los reconozcan y producir una reacción inmune. Por lo cual es necesaria una mayor dosis de vacunación, pero al mismo tiempo se reduce el riesgo de infectividad del virus a través de la vacunación.

A finales del siglo XVIII, un médico inglés, Edward Jenner, descubrió que las personas que ordeñaban a las vacas durante las epidemias de viruela, en los pueblos y comunidades, no se infectaban, esto era porque contraían la llamada 'viruela de las vacas' o vaccinia. Él se dio cuenta que al utilizar el virus vaccinia en humanos inhibía el virus de la viruela y fue así como nació la vacuna contra la viruela, enfermedad que se declaró oficialmente erradicada en todo el mundo en 1980.

Es por esto que el doctor Ruiz García afirmó que se ha demostrado a través de la historia que los mismos virus nos han ayudado a protegernos de ellos mismos.

 

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