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Ingenieros usan nanodiamantes para administrar medicamentos a nivel celular

Ingenieros usan nanodiamantes para administrar medicamentos a nivel celular

Un equipo de ingenieros de la universidad norteamerciana de Northwestern ha demostrado por primera vez que es posible usar nanodiamantes para administrar la quimioterapia a enfermos de cáncer. La utilización de este nuevo material permite que la administración sea directamente sobre las células enfermas, sin afectar a las sanas. Además, según los ingenieros que han liderado esta investigación, los nanodiamantes minimizan los efectos secundarios de estos medicamentos, ya que la administración se hace lentamente y no provocan la inflamación de las células, como ocurre cuando se usan materiales otro tipo de materiales. Por Raúl Morales.

Ingenieros usan nanodiamantes para administrar medicamentos a nivel celular

Ingenieros de la universidad norteamericana de Northwestern han demostrado que es posible usar nanodiamantes para administrar quimioterapia directamente en las células del enfermo de cáncer sin que esta medicina tenga los efectos secundarios que actualmente tiene con los métodos de administración convencionales.

Su estudio, publicado en la revista “Nano Letters”, es el primero que demuestra el uso de esta nueva clase de nanomateriales en biomedicina. Además de aplicarse para administrar quimioterapia, el modelo podría ser usado para otras cosas, como luchar contra la tuberculosis o contra infecciones virales, dicen los investigadores.

Las pruebas realizadas han mostrado que los nanodiamantes pueden jugar un papel importante a la hora de mejorar el tratamiento de los enfermos de cáncer, ya que éstos no estarán tan expuestos a los elementos tóxicos que forman parte de la quimioterapia.

Los ingenieros aseguran que los nanodiamantes son perfectos para llevar quimioterapia hasta las células, pero manteniendo las células sanas aisladas del medicamento y administrándolo lentamente (una vez alcanzado su objetivo).

No provoca inflamación

Otra de las ventajas de este material, confirmada por una serie de estudios genéticos recogidos también en el artículo recientemente publicado, es que no provoca la inflamación de la célula una vez administrado el medicamento. Los materiales usados hasta ahora para administrar quimioterapia pueden causar inflamación, una complicación grave, que puede bloquear la actividad de las medicinas e incluso provocar el crecimiento del tumor.

“Hay muchos materiales que pueden ser utilizados perfectamente para administrar medicamentos, pero tenemos que vigilar qué ocurre una vez la medicina ha sido administrada”, afirma Dean Ho, profesor asistente de ingeniería biomédica e ingeniería mecánica en la Escuela McCormick de Ingeniería y Ciencia Aplicada de la universidad de Northwestern, en un comunicado. “Los nanodiamantes son estructuras muy ordenadas, lo cual agrada mucho a las células. Si no les gustase, se inflamarían. Desde el punto de vista de los pacientes, esto es realmente importante. Esto es por lo que los médicos se están interesado por nuestro trabajo”, concluye.

Para hacer que este material sea efectivo, Ho y sus colegas manipularon nanodiamantes individuales de un tamaño de dos nanómetros de diámetro, para formar un rácimo de nanodiamantes (clúster) de entre 50 y 100 nanómetros de diámetro. El medicamento, cargado en la superficie de cada diamante, sólo se activa cuando el racimo alcanza su objetivo, momento en que se parte y administra el medicamento lentamente.

“Este sistema proporciona una administración muy potente en un lugar localizado”, dice el coautor del artículo Eric Pierstorff. Debido a que el área de superficie disponible en cada racimo es grande, éstos tienen la propiedad de transportar una gran cantidad de medicamento (hasta cinco veces más del que pueden transportar los materiales convencionales).

Actualmente se usan nanopartículas esféricas, como los liposomas, para hacer este trabajo. Aunque resultan efectivos, son básicamente esferas huecas que pueden ser rellenadas con medicamentos activos preparados para matar cualquier célula, incluso las sanas, mientras viajan hacia su objetivo. Por otro lado, los liposomas son 100 veces más grandes que los nanodiamantes, lo que hace que éstos últimos puedan circular a través del cuerpo humano y penetrar más fácilmente la membrana celular.

Ingenieros usan nanodiamantes para administrar medicamentos a nivel celular

Soluble en agua

A diferencia de muchas nanopartículas, los nanodiamantes son solubles en el agua, lo que les hace más importantes clínicamente. “Hace cinco años, mientras trabajaba en Japón, descubrí que este material era muy soluble, dice Houjin Huang, que ha liderado la redacción de este artículo. “Pensé que los nanodiamantes podrían ser útiles para la electrónica, pero finalmente no encontré ninguna aplicación. Después me centré en usar este material en aplicaciones biomédicas, y creo que henos tenido éxito”.

Los nanodiamantes son muy particulares porque son muy estables, lo que permite colocar elementos químicos sobre su superficie que se hacen funcionales y después alcanzan un objetivo dado. Además de esta estabilidad, ofrecen seguridad, el primer requisito para ser considerados con fines clínicos. “Es raro conseguir un nanomaterial con ambas propiedades”, comenta Huang.

“Se trata de optimizar las ventajas de un material. Nuestro equipo es el primero en explorar la aplicación de nanodiamantes para administrar medicamentos. Ya hemos hablado con muchos sanitarios. Les hemos descrito lo que los nanodiamantes hacen y no dudan que pueden ser útiles para su trabajo”, dice Ho.

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