Nanopartículas contra la inflamación cerebral

Un grupo de investigadores de la Universidad de Pennsylvania, teniendo como primer autor al español Oscar Marcos-Contreras, ha publicado en la prestigiosa revista PNAS un trabajo en el que han demostrado la eficacia del uso de nanopartículas en el tratamiento e imagen diagnóstica de la inflamación cerebral en modelos animales.

La inflamación cerebral aguda ocurre en múltiples enfermedades como el ictus, el derrame cerebral, el edema cerebral o infecciones causantes de meningitis. Estas patologías que progresan rápidamente y precisan un tratamiento inmediato, afectan habitualmente a pacientes frágiles, pluripatológicos y de edad avanzada, lo que complica su tratamiento. Los fármacos convencionales apenas se acumulan en el cerebro, requiriendo el empleo de altas dosis e incrementando el riesgo de sufrir efectos adversos. En el estudio de Marcos-Contreras y sus colaboradores, se sugiere el uso de nanopartículas dirigidas a la inflamación vascular cerebral. De esta forma, con dosis significativamente menores, aumentaría la disponibilidad del fármaco en los tejidos cerebrales dañados, disminuyendo los efectos secundarios.

Las nanopartículas miden unos 100 nanometros de diámetro, el mismo tamaño que muchos virus y unas 50 veces inferiores al tamaño de las células rojas sanguíneas. Las más utilizadas son las conocidas como liposomas, que son como unas bolsitas de grasa parecidas a las membranas celulares formadas por una bicapa fundamentalmente fosfolipídica. Estos transportadores se pueden rellenar con distintos fármacos (moléculas pequeñas, proteínas terapéuticas o ácidos nucleicos como el DNA o el RNA). También se pueden marcar radioactivamente, lo que permite detectar su localización en el cuerpo y utilizarlos para diagnóstico por imagen molecular. Además, la superficie de los liposomas se puede decorar con anticuerpos (proteínas que reconocen de un modo específico otras moléculas).

En este trabajo, los investigadores marcaron la superficie con un anticuerpo que reconoce la molécula VCAM, que se sobreexpresa en los vasos de los tejidos inflamados, dirigiendo las nanopartículas a la vasculatura cerebral inflamada. Cuando compararon la cantidad de estas nanopartículas dirigidas contra VCAM con las no dirigidas, o con la molécula dirigida frente al receptor de transferrina (una molécula de referencia), se obtuvo una acumulación 300, y 30 veces superior, respectivamente. Gracias a su alta concentración en el tejido patológico pudieron demostrar por imagen molecular la acumulación de las nanopartículas en el cerebro inflamado.

El fármaco seleccionado fue un fármaco que actúa sobre las células endoteliales, es un RNA mensajero que codificaba la proteína trombomodulina, que tiene funciones anti-inflamatorias y anticoagulantes. Este RNA se encapsuló en las nanopartículas. Al administrar estas nanopartículas con RNA se logra la expresión de la proteína de interés de un modo local transitorio. De este modo, administrando nanopartículas dirigidas hacia la vasculatura inflamada transportando un RNA que codifica la trombomodulina fueron capaces de disminuir el edema cerebral en ratones.

Como conclusión, podemos constatar la utilidad de dirigir los liposomas frente a ligandos como VCAM y aumentar en gran medida la acumulación cerebral de las nanopartículas, especialmente en las regiones inflamadas del cerebro, colaborando con el control de la patología. Se vislumbra un interesante futuro clínico para tratamientos cerebrales con esta tecnología…

JAL (NeuroVirología UAM)

DIVULGACIÓN CIENTÍFICA DEL 20 DE FEBRERO DE 2020

ENTRE PROBETAS

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20 de feb 2020 ENTRE PROBETAS

Un siglo de investigación puntera en neurociencia

Se cumple el primer siglo desde la inauguración, por parte del Rey Alfonso XIII, del Instituto Cajal. Desde su creación, este centro de investigación ha sido referencia mundial en neurociencia. Esta noche, Entre Probetas entrevista a su director, el profesor Ricardo Martínez Murillo. También hablaremos con Lourdes Ruiz, directora del CBMSO, sobre un homenaje a Margarita Salas con motivo del día de la mujer y de la niña investigadoras. Con otras noticias y la banda sonora de la película “Proyecto Brainstorm” terminamos el programa.

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