Investigadores del CONICET prueban nanopartículas de silicio para tratamientos médicos y cosméticos

[Divulgación] Investigadores del CONICET estudian distintas alternativas de uso tópico que facilitarían la penetración de medicamentos al organismo

La liberación controlada de fármacos es la posibilidad de regular la dirección y velocidad en que un medicamento alcanza su destino, con la idea de reducir al máximo los efectos adversos que la sustancia tiene en el resto del cuerpo. Se trata de una compleja línea de investigación y experimentación que cautiva a gran número de científicos de distintas disciplinas, entre ellos a un equipo liderado por Jorge Montanari, investigador adjunto del CONICET en el Grupo de Biología Estructural y Biotecnología de la Universidad Nacional de Quilmes (GBEyB, UNQ) vinculado al Instituto Multidisciplinario de Biología Celular (IMBICE, CONICET-UNLP-CICPBA).

Aunque vienen estudiando distintos nanosistemas –es decir estructuras y fenómenos físicos a escala nanométrica, un nivel pequeñísimo en el que un nanómetro equivale a la millonésima parte de un milímetro–, sus últimos y resultados fueron logrados con nanopartículas de silicio, uno de los minerales más abundantes del mundo, que entran al organismo a través de la piel. Los resultados aparecen en el número de febrero de la revista Nanomedicine. “Nuestras investigaciones tienen diferentes finalidades: desde el desarrollo y la mejora de terapias para tumores cutáneos o enfermedades parasitarias como la leishmaniasis, hasta para tratamientos cosméticos de reparación y anti edad, por ejemplo”, enumera Montanari.

Las nanopartículas fueron creadas por Cristian Lillo, becario posdoctoral del CONICET en el Instituto de Nanosistemas (INS, UNSAM) que al momento de este trabajo se desempeñaba en el Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA, CONICET-UNLP).  Según describe, tienen varias ventajas: “Son luminiscentes, es decir que pueden servir para diagnóstico, señalando la ubicación de un tumor; y es posible direccionarlas fácilmente hasta un punto específico. A su vez, se excitan con rayos X o luz ultravioleta y generan una toxicidad en un área pequeña y localizada, que podría servir para eliminar células cancerígenas o dañadas, preservando a las sanas”. 

Gráfico que muestra la penetración de las nanopartículas en la piel

La intención es la siguiente: una vez ubicadas las nanopartículas en el tumor, aplicar la radiación necesaria para activarlas y hacer que generen moléculas que destruyan todo en un radio de más o menos 100 nanómetros a su alrededor. Para regular el nivel de toxicidad provocada y observar su eventual funcionamiento combinado con un medicamento, los científicos probaron uniéndolas con dos productos biocompatibles: una solución que se utiliza como laxante llamada polietilenglicol, y ácido fólico, una vitamina B.

Tanto en el modelo in vitro, es decir en laboratorio, como in vivo –trabajando con el pez cebra– los resultados fueron los mismos: mientras que en el primer caso la toxicidad aumentaba, en el segundo disminuía. “El modelo animal que utilizamos es un paso previo a los trabajos con ratones que nos permite observar lo que sucede en un organismo completo. De esta manera, pudimos poner a punto una plataforma de ensayos para determinar los efectos en las células, la letalidad, los cambios morfológicos durante el desarrollo, entre otras cuestiones importantes”, explica Natalia Calienni, becaria doctoral del CONICET en el GBEyB.

Lo descripto es, en la práctica, la liberación controlada de un fármaco: en lugar de dejar que se distribuya por todo el cuerpo, montarlo en un nanosistema que a modo de vehículo lo traslade hasta el sitio específico en que se quiere aplicar su efecto. “Así se consiguen dos cosas: por un lado, maximizar la eficacia del medicamento porque se administra menos cantidad y, por el otro, evitar que el resto de los órganos y tejidos sufran daños colaterales”, señala Montanari.

En este camino, los científicos consiguieron que un laboratorio de renombre mundial les provea una droga oncológica que acaba de salir al mercado para que ensayen con ella, y ya han logrado estabilizar su principio activo en una nanopartícula que a su vez encapsularon dentro de un liposoma, una estructura esférica microscópica formada por lípidos capaz de atravesar las distintas capas de la piel por aplicación directa.

Precisamente, la accesibilidad en el modo de administración de estos nanosistemas es para los expertos un factor central. “Muchas de las patologías a las que apuntamos tienen tratamientos de por sí muy agresivos, entonces nuestra premisa es ir hacia formatos cada vez menos invasivos”, explican los autores y toman el ejemplo de la leishmaniasis, una infección causada por la picadura de un insecto parecido a un mosquito que provoca graves úlceras cutáneas o viscerales.

“La enfermedad es endémica del norte de la Argentina, pero está desatendida porque afecta a poblaciones rurales de pocos recursos. Si bien la cura se encontró en 1912, no ha sido mejorada y desde entonces consiste en la aplicación diaria de una inyección durante un mes. Los afectados tienen que recorrer kilómetros a caballo hasta la salita. Para nosotros esa realidad necesita contar con otras estrategias, y si pudiéramos lograr una formulación que se aplicase por vía tópica, por ejemplo a través de una crema, su calidad de vida mejoraría notablemente”, coinciden.

La búsqueda de alternativas ha llevado al grupo a indagar en otro tipo de nanopartículas, como por ejemplo en unas que actuarían generando calor, que podrían servir para atacar a un microorganismo que no sobrevive a más de 37° C, como hace el organismo con la fiebre. También, en cuanto a los compuestos químicos, Lillo está estudiando las características de un grupo de partículas de carbono, ya que podrían obtenerse a partir de desechos orgánicos –lo cual las hace muy baratas de producir–, y no presentarían toxicidad muy alta per sé. “No hay una única solución para lo que queremos lograr. Nuestra intención es manejar una caja de herramientas nanotecnológicas que nos permitan diseñar estrategias que incluso puedan combinarse entre sí para hacer frente a estos problemas de salud”, concluye Montanari.