Solución «traje de neopreno» para lograr una nanomedicina segura y eficaz
Las vesículas extracelulares son partículas diminutas —de entre 50 y 1 000 nanómetros— que las células producen para comunicarse entre sí. «Se puede pensar en ellas como diminutos paquetes de entrega enviados entre células, que transportan importantes mensajes biológicos como proteínas y material genético», explica el coordinador del proyecto BOW, Paolo Bergese, de la Universidad de Brescia y el Centro de Ciencia de Coloides y Superficies (Italia). «Estas vesículas desempeñan papeles clave tanto en las funciones corporales sanas como en los procesos patológicos».
Aplicar las vesículas extracelulares a la nanomedicina
El proyecto BOW, financiado con fondos europeos, se inspiró en este mundo de vesículas extracelulares para abordar un reto clave en nanomedicina. Los científicos se interesan cada vez más por aprovechar las nanopartículas para fines médicos específicos, como la administración de fármacos directamente a células concretas. Sin embargo, una de las cuestiones es garantizar que estas nanopartículas no sean rechazadas por el sistema inmunitario del organismo. «Aunque las nanopartículas sintéticas tienen un gran potencial en medicina, a menudo se enfrentan a problemas como la toxicidad», explica Bergese. «Nuestra idea era “vestir” estas nanopartículas con un “traje de neopreno” biológico hecho de tejido de vesículas extracelulares —es decir, la membrana que encierra las vesículas extracelulares— que les permitiera “navegar con seguridad por el torrente sanguíneo” sin ser atacadas ni eliminadas con demasiada rapidez». Para ello, los investigadores primero produjeron y estudiaron vesículas extracelulares de células humanas y de algas. A continuación, crearon las nanopartículas superparamagnéticas, que responden excepcionalmente a los campos magnéticos y se estudian para usos clínicos en bioimagen y en terapia de hipertermia magnética (una manera de destruir tumores sin cirugía). A continuación, se desarrolló un dispositivo microfluídico especial para envolver estas nanopartículas en membranas de vesículas extracelulares, creando nanodispositivos híbridos. Los científicos probaron esas nuevas partículas híbridas en experimentos de laboratorio y en animales para evaluar su seguridad y eficacia.
Recubrir nanopartículas con membranas naturales
El equipo del proyecto logró varios resultados satisfactorios, entre ellos la producción de nanopartículas híbridas con una membrana biológica protectora. Se ha demostrado que eso reduce su toxicidad. Asimismo, se demostró que el sistema microfluídico mejoraba la eficacia de la creación de estas partículas híbridas. «Demostramos que estos híbridos podrían utilizarse potencialmente en medicina, sobre todo para tratar enfermedades pulmonares como la fibrosis pulmonar», añade Bergese. «También construimos nuevas herramientas para estudiar estas nanopartículas, lo cual facilitará y hará más fiable la investigación futura». El objetivo a largo plazo ahora es conseguir tratamientos más seguros y eficaces para las enfermedades mejorando la manera en que los medicamentos se administran en el organismo. «Al recubrir las nanopartículas con membranas naturales, podemos hacerlas más biocompatibles, reduciendo los efectos secundarios y aumentando su capacidad para dirigirse a las células adecuadas», explica Bergese. «Además, los avances logrados en este proyecto podrían apoyar el desarrollo de mejores sistemas de administración de fármacos en otras áreas de la medicina».
Aumentar la producción de nanopartículas híbridas
Para acercar esta tecnología a las aplicaciones del mundo real, los investigadores necesitan ahora aumentar la producción de nanopartículas híbridas para cumplir las normas de la industria. También se necesitan más pruebas para garantizar la seguridad y eficacia en humanos. El equipo del proyecto pretende seguir trabajando con socios industriales a fin de hacer comercializable la tecnología y, finalmente, llevarla a los pacientes. «Este proyecto sienta las bases de un nuevo tipo de nanotecnología que mezcla nanopartículas biogénicas y sintéticas», afirma Bergese. «El éxito de este proyecto también refuerza el liderazgo europeo en investigación biomédica, lo que puede conducir a nuevos avances médicos y al crecimiento económico de la biotecnología».
Palabras clave
BOW, nanopartículas, nanomedicina, membrana, extracelular, vesículas, biotecnología
