Una nueva forma de liberar proteínas terapéuticas en el cuerpo utiliza un vehículo acústicamente sensible para encapsular las proteínas y los ultrasonidos para obtener imágenes y guiar el paquete a la posición exacta que se requiere, según investigadores de Penn State (EE.UU). Entonces, los ultrasonidos rompen la cápsula, permitiendo a la proteína penetrar en la célula.
«Cuando expones la partícula a los ultrasonidos, abre un agujero en la membrana celular que dura un par de microsegundos”, comenta Scott Medina, profesor asistente de ingeniería biomédica en Penn State. «Podemos utilizar esta abertura temporal para liberar anticuerpos, que son moléculas terapéuticas interesantes en medicina de precisión, que de otro modo no pueden penetrar en el interior de las células”. Estos anticuerpos son terapias emergentes para el cáncer, enfermedades infecciosas y la artritis reumatoide, comenta.
Pero colocar la proteína dentro del transportador de nanopartículas no fue sencillo, por lo que otros investigadores han tenido que recurrir a métodos complicados y a menudo de bajo rendimiento, como unir la carga al exterior de las nanopartículas, lo que resulta en una liberación de proteínas ineficiente y una liberación lejos del objetivo.
El desafío con este nuevo método consistió en que la proteína no quería interactuar con el interior de la partícula, que está hecha de un líquido fluorado, similar al teflón líquido. La estudiante de doctorado en Medicina Janna Sloand ideó una solución creativa: una máscara fluorada. Estas máscaras químicas tienen un contrapeso de polaridad y contenido de flúor que permite que la proteína interactúe con el medio líquido fluorado mientras mantiene el estado plegado y la bioactividad de la proteína intacta.
«Tuvimos muchos desafíos para desarrollar este nuevo método«, confirma Sloand, primera autora del artículo publicado recientemente en ACS Nano. «Lo más difícil fue descubrir qué tipo de productos químicos podrían enmascarar la proteína. Ese fue definitivamente mi momento ‘eureka’ cuando comprobé que funcionaba«.
En un trabajo futuro, el equipo explorará el uso de su material programable por ultrasonido como una plataforma para la entrega guiada por imágenes de proteínas terapéuticas y herramientas de edición de genes.
En aplicaciones terapéuticas relacionadas, están aprovechando esta tecnología para administrar anticuerpos que pueden alterar las vías de señalización anormales en las células tumorales para “desactivar” de manera efectiva sus rasgos perjudiciales. En otro trabajo, están entregando herramientas de edición de genes, como construcciones CRISPR, para permitir la ingeniería genómica controlada por ultrasonidos de células en microambientes de tejido tridimensionales complejos.
Es importante destacar que todas estas aplicaciones de entrega pueden realizarse utilizando técnicas de ultrasonido ya empleadas en hospitales, que esperan permitan la traducción rápida de esta tecnología para la atención médica de precisión en terapias inmediatas.
Fuente: ACS Nano.
