Los investigadores abren la barrera protectora y administran fármacos al encéfalo
El encéfalo tiene todo un arsenal de armas para protegerse de los daños. El líquido cefalorraquídeo, una membrana protectora y, obviamente, el cráneo lo defienden de las lesiones físicas. Sin embargo, para protegerse de los agentes patógenos que causan enfermedades y de las toxinas presentes en la sangre, el encéfalo depende de un sistema especializado de células llamado «barrera hematoencefálica». Esta barrera actúa como límite entre los vasos sanguíneos y el tejido encefálico, no solo protegiendo al encéfalo de las sustancias tóxicas del torrente sanguíneo, sino también suministrándole nutrientes. Con todo, su propia eficacia a la hora de impedir que las sustancias no deseadas entren en el encéfalo dificulta que los medicamentos la atraviesen y complica el tratamiento de las encefalopatías y las enfermedades del sistema nervioso central. Investigadores apoyados en parte por el proyecto V-EPC, financiado con fondos europeos, han encontrado una nueva forma de abrir temporalmente la barrera hematoencefálica para administrar medicamentos al encéfalo. Esta técnica utiliza luz y nanopartículas para separar las uniones estrechas formadas por las células firmemente encajadas en los capilares de la barrera hematoencefálica, lo que permite que el fármaco atraviese la barrera y llegue a su diana.
Posibles tratamientos
El equipo de investigadores de los Estados Unidos, Irlanda e Italia utilizó ratones para demostrar el nuevo método, que se describe en el estudio publicado en la revista «Nano Letters». Según una nota de prensa publicada en «ScienceDaily», el autor del estudio, el doctor Zhenpeng Qin de la Universidad de Texas en Dallas (UT Dallas), cree que el método podría conducir a tratamientos para los tumores encefálicos y la esclerosis lateral amiotrófica. También podría ayudar a la recuperación tras un ictus y a la administración de terapias génicas. Sin embargo, es necesario seguir desarrollándolo y probándolo antes de que pueda utilizarse en humanos. «Los métodos para aumentar la permeabilidad de la barrera hematoencefálica son esenciales para avanzar en los tratamientos de las enfermedades del sistema nervioso central», afirma Xiaoqing Li, estudiante de doctorado en ingeniería biomédica de la UT Dallas y coautora del estudio, en la misma nota de prensa. En el estudio, los investigadores sintetizaron nanopartículas de oro y las conjugaron con el anticuerpo BV11 para dirigirse a las uniones estrechas. Inyectaron virus adenoasociados (o VAA, utilizados en terapias génicas) por vía intravenosa y aplicaron una estimulación láser. El resultado muestra que los VAA cruzaron la barrera hematoencefálica e infectaron el 64 % de las neuronas del hemisferio derecho gracias a la excitación láser. Esto demuestra que la estimulación transcraneal de las nanopartículas de oro aplicando un láser de picosegundos tras la inyección intravenosa logra que la barrera sea más permeable. La aplicación de pulsos láser para activar las nanopartículas «produce una diminuta fuerza mecánica que abre temporalmente la barrera para que un fármaco pueda entrar en el flujo sanguíneo del encéfalo», explica Li. Sin embargo, esta acción no daña la barrera ni afecta negativamente a la constricción y dilatación de los vasos sanguíneos. En otro estudio, que cuenta con el apoyo del proyecto V-EPC (Inherited disfunctions of brain microcirculation), se describe la formación de cavernomas —grupos de vasos sanguíneos anormales que se forman en el cerebro y la médula espinal— en ratones. El estudio proporciona un modelo murino preclínico para el desarrollo de nuevos fármacos que permitan tratar las hemorragias agudas en el encéfalo y la médula espinal causadas por cavernomas. El estudio se publicó en la revista «iScience». Para más información, consulte: Proyecto V-EPC
Palabras clave
V-EPC, encéfalo, sangre, barrera hematoencefálica, sistema nervioso central, nanopartícula, pulso láser