{"id":206,"date":"2014-06-10T23:21:36","date_gmt":"2014-06-10T21:21:36","guid":{"rendered":"http:\/\/blogs.laverdad.es\/jalozate\/?p=206"},"modified":"2014-06-10T23:21:36","modified_gmt":"2014-06-10T21:21:36","slug":"investigadores-de-la-universidad-de-pennsylvania-crean-vesiculas-dotadas-de-multicapas-como-las-cebollas-destinadas-a-un-suministro-eficaz-de-farmacos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.laverdad.es\/jalozate\/2014\/06\/10\/investigadores-de-la-universidad-de-pennsylvania-crean-vesiculas-dotadas-de-multicapas-como-las-cebollas-destinadas-a-un-suministro-eficaz-de-farmacos\/","title":{"rendered":"Investigadores de la Universidad de Pennsylvania crean ves\u00edculas dotadas de multicapas como las cebollas destinadas a un suministro eficaz de f\u00e1rmacos"},"content":{"rendered":"

El servicio de noticias de la Universidad de Pennsylvania (Penn) distribuy\u00f3 ayer una amplia noticia (http:\/\/www.upenn.edu\/pennnews\/news\/penn-research-develops-onion-vesicles-drug-delivery<\/a>) respecto a un trabajo de sus investigadores que se publica en los prestigiosos Proceedings of the National Academy of Sciences<\/em><\/a>. La traducci\u00f3n autom\u00e1tica, corregida, es la siguiente:<\/p>\n

Uno de los rasgos definitorios de las c\u00e9lulas son sus membranas. Cada repositorio celular de ADN y de maquinarias productoras de prote\u00ednas debe mantenerse estable y seguro de los invasores y toxinas. Los cient\u00edficos han intentado replicar estas propiedades, pero, a pesar de d\u00e9cadas de investigaci\u00f3n, incluso estructuras elementales de membrana, las conocidas como ves\u00edculas, a\u00fan presentan muchos problemas tras ser creadas en el laboratorio. Son dif\u00edciles de conseguir en tama\u00f1os consistentes y carecen de la estabilidad de sus hom\u00f3logas biol\u00f3gicas.<\/p>\n

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Ahora, los investigadores de la Universidad de Pensilvania han demostrado que un cierto tipo de dendr\u00edmero, una mol\u00e9cula ramificada, parecida a un \u00e1rbol, ofrece una forma sencilla de crear ves\u00edculas con el di\u00e1metro y espesor deseados Por otra parte, estas ves\u00edculas basadas en dendr\u00edmeros se auto ensamblan \u00a0en capas conc\u00e9ntricas de membranas, parecidas a las capas de una cebolla.<\/p>\n

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Alterando la concentraci\u00f3n de los dendr\u00edmeros suspendidos en el interior, los investigadores han demostrado que pueden controlar el n\u00famero de capas y, por tanto, el di\u00e1metro de la ves\u00edcula, cuando se inyecta la soluci\u00f3n en el agua. Dicha estructura ofrece posibilidades para albergar y liberar los f\u00e1rmacos que almacene durante per\u00edodos m\u00e1s prolongados de tiempo, o de ofrecer dosis diferentes en cada capa, o incluso poner un c\u00f3ctel de medicamentos en diferentes capas para que se liberen secuencialmente.<\/p>\n

El estudio fue dirigido por el profesor Virgil Percec, del Departamento de Qu\u00edmica de la Facultad de Artes y Ciencias de Penn. Tambi\u00e9n contribuyen al estudio otros miembros de su laboratorio, as\u00ed como profesor Paul Heiney del Departamento de F\u00edsica y Astronom\u00eda e investigadores de las universidades de Delaware y de Temple.<\/p>\n

Las membranas celulares est\u00e1n constituidas por dos capas de mol\u00e9culas, cada una de ellas tiene una cabeza que es atra\u00edda por agua y una cola que es repelida por \u00e9l. Estas membranas bicapa se auto ensamblan para que las cabezas hidrof\u00edlicas de las mol\u00e9culas de ambas capas est\u00e9n en el exterior, hacia el agua que se encuentra en el medio celular (por fuera) y del agua encapsulada dentro de la ves\u00edcula.<\/p>\n

Durante d\u00e9cadas, los cient\u00edficos han estado tratando de replicar la forma m\u00e1s b\u00e1sica de esta estructura, conocido como una ves\u00edcula, en el laboratorio. La eliminaci\u00f3n de las prote\u00ednas y az\u00facares adicionales que las c\u00e9lulas tienen naturalmente en sus membranas deja s\u00f3lo una burbuja de doble pared que se puede rellenar con drogas u otro contenido \u00fatil.<\/p>\n

“El problema”, seg\u00fan Percec, “es que una vez que se eliminan esas prote\u00ednas y otros elementos de una membrana biol\u00f3gica real, el resultado es inestable y no dura mucho tiempo. Tambi\u00e9n es dif\u00edcil controlar su permeabilidad y su polidispersidad (variaciones en tama\u00f1o). Las metodolog\u00edas para producirlas tambi\u00e9n son complicadas y caras.”<\/p>\n

La investigaci\u00f3n en este campo por lo tanto se ha centrado en la b\u00fasqueda de nuevas sustancias qu\u00edmicas para sustituir las mol\u00e9culas grasas naturales que normalmente conforman la bicapa lip\u00eddica de una ves\u00edcula.<\/p>\n

Un gran avance inicial se produjo en 2010, cuando se empezaron a hacer las ves\u00edculas utilizando una clase de mol\u00e9culas que el grupo de Percec denomin\u00f3 dendr\u00edmeros anfif\u00edlicos Janus, porque como el Dios Romano Jano, estas mol\u00e9culas tienen dos caras. Cada cara tiene como ramas arb\u00f3reas en lugar de la cabeza y la cola de las mol\u00e9culas que componen las membranas biol\u00f3gicas se encuentran en la naturaleza. Pero al igual que ellas, estos dendr\u00edmeros son anfif\u00edlicos, significando que las ramas de una cara son hidrof\u00edlicas y las de la otra son hidr\u00f3fobas.<\/p>\n

En 2010, Percec y sus colegas desarrollaron el m\u00e1s peque\u00f1o dendr\u00edmero Janus anfif\u00edlico posible. Tras disolver esas mol\u00e9culas en una soluci\u00f3n de alcohol e inyectarlas en el agua, los investigadores encontraron que formaron ves\u00edculas estables, de tama\u00f1o uniforme.<\/p>\n

No todas las c\u00e9lulas se contentan con s\u00f3lo una \u00fanica bicapa, sin embargo. Algunos sistemas biol\u00f3gicos, tales como bacterias Gram-negativas y las vainas de mielina que cubren los nervios, tienen m\u00faltiples bicapas conc\u00e9ntricas. Tener un modelo de sistema con esa estructura podr\u00eda proporcionar algunas ideas fundamentales de estos sistemas del mundo real, y la mayor estabilidad de capas adicionales de relleno ser\u00eda un rasgo \u00fatil en aplicaciones cl\u00ednicas. Sin embargo, segu\u00eda siendo elusivos los m\u00e9todos para producir ves\u00edculas con m\u00faltiples bicapas.<\/p>\n

” En el pasado la \u00fanica manera de lograrlo era a trav\u00e9s de un complicado proceso mec\u00e1nico, que era un callej\u00f3n sin salida,” seg\u00fan Percec. “Esto no era una opci\u00f3n viable para la producci\u00f3n en masa de las ves\u00edculas de varias capas, pero con nuestra biblioteca de denfr\u00edmeros Janus anfif\u00edlicos, tuvimos la suerte de encontrar algunas mol\u00e9culas que tienen en si mismas las instrucciones necesarias para uno auto ensamblarse en estas estructuras tan hermosas.”<\/p>\n

Probando diferentes dendr\u00edmeros con diferentes solventes org\u00e1nicos, el equipo de investigaci\u00f3n encontr\u00f3 que podr\u00edan producir estas ves\u00edculas con capas como las de la cebolla y controlar el n\u00famero de capas que conten\u00edan. Cambiando la concentraci\u00f3n de los dendr\u00edmeros en el solvente, pudieron producir ves\u00edculas de hasta 20 capas cuando esa soluci\u00f3n se introdujo al agua. Y porque las capas se espacian consistentemente, el equipo podr\u00eda controlar el tama\u00f1o total de las ves\u00edculas por predicci\u00f3n del n\u00famero de capas que podr\u00edan contener.<\/p>\n

Para \u201cver\u201d la estructura multicapa de sus ves\u00edculas los investigadores usaron una t\u00e9cnica conocida como microscop\u00eda electr\u00f3nica de transmisi\u00f3n criog\u00e9nica o CryoTEM. Esta t\u00e9cnica puede tomar fotograf\u00edas a escala nanom\u00e9trica de objetos flotando en la soluci\u00f3n acuosa. Para mantener estructuralmente las ves\u00edculas, el equipo de congel\u00f3 instant\u00e1neamente las muestras, rode\u00e1ndolas de hielo amorfo que estaba libre de producir da\u00f1os como los producidos por los cristales de hielo.<\/p>\n

Con las ves\u00edculas caracterizadas, se hacen posibles una legi\u00f3n de aplicaciones cl\u00ednicas. Una de las m\u00e1s atractivas es encapsular f\u00e1rmacos en estas ves\u00edculas. Muchos medicamentos no son solubles en agua, as\u00ed que necesitan ser empaquetados con algunas otras sustancias qu\u00edmicas para permitir que fluya a trav\u00e9s del torrente sangu\u00edneo. La estabilidad adicional de las multi bicapas hace una opci\u00f3n atractiva para estas ves\u00edculas-cebolla, y su estructura \u00fanica abre la puerta a la pr\u00f3xima generaci\u00f3n de la Nanomedicina.<\/p>\n

“Si quieres entregar un solo medicamento en el transcurso de 20 d\u00edas,” dijo Percy, “se podr\u00eda pensar en poner una dosis de la droga en cada capa e irla liberando con el tiempo. O se puede poner un medicamento en la primera capa, otro f\u00e1rmaco en el segundo y as\u00ed sucesivamente. Ser capaz de controlar que el di\u00e1metro de las ves\u00edculas puede tener tambi\u00e9n usos cl\u00ednicos; las c\u00e9lulas diana solo aceptan las ves\u00edculas de cierto tama\u00f1o”.<\/p>\n

M\u00e1s en:<\/p>\n

http:\/\/www.pnas.org\/content\/early\/2014\/06\/04\/1402858111.abstract<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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