Tomografía optoacústica v moléculas de siARN como nano-guías para el hígado

Se han desarrollado unas nanopartículas altamente específicas que, dependiendo del colorante unido, son guiadas hacia el hígado o los riñones y han sido diseñadas para entregar su carga de ingredientes activos directamente en el tejido escogido.

La reducción en la producción de colesterol inducida por la molécula de ARN interferente pequeño (siARN) sirvió como prueba de principio para la tecnología desarrollada. Los científicos han tenido éxito en la generación de nanopartículas muy específicas. Dependiendo del colorante unido, las partículas son guiadas al hígado o al riñón y entregan su carga de sustancias activas directamente al tejido seleccionado. Además, los colorantes permiten el seguimiento de los procesos de transporte por microscopía intravital o, de una manera no invasiva, mediante tomografía optoacústica multiespectral. La reducción de la producción de colesterol provocada por el siARN sirvió como prueba de principio para el método desarrollado. Los científicos, de la Universidad Friedrich Schiller de Jena (Alemania), informaron sus datos el 3 de diciembre de 2014, en la revista científica Nature Communications.

Diagrama de una nanopartícula cargada con medicamento en el núcleo (púrpura) y un marcador colorante específico en la superficie de la partícula (puntos azules) (Fotografía cortesía de JCSM/SmartDyeLivery).

Esta nueva tecnología es una de las grandes esperanzas de los métodos de tratamiento orientados por objetivos: los así llamados siARN. Estos son capaces de silenciar genes específicos, con lo que se impide generar las proteínas que son codificadas por ellos. Para lograr esto, el siARN tiene que ser entregado específicamente en las células objetivo para funcionar únicamente en ese sitio y en ningún otro. Por otra parte, el siARN no debe ser excretado o, peor aún, hacerle daño al tejido sano. Esto es lo que hace que el manejo de los siARN sea tan extremadamente difícil. Los médicos y químicos de Jena y Múnich (Alemania) y los Estados Unidos han logrado crear nanotransportadores de este material genético, que son capaces de, concreta y efectivamente, orientar determinados tipos de células y liberar su carga destructiva activa allí.

Las partículas, que se basan en polímeros, son marcadas con colorantes fluorescentes del infrarrojo cercano y cargadas con siARN. Los colorantes funcionan de manera similar a las etiquetas de dirección y los números de seguimiento para las partículas, todo en uno. “Dependiendo de la estructura química del colorante, las partículas son filtradas en la sangre ya sea a través del tejido renal o a través de las células del hígado. Al mismo tiempo, esta ruta puede ser fácilmente rastreada por métodos ópticos con la ayuda de los colorantes”, declaró el médico de cuidados intensivos, el Prof. Dr. Michael Bauer. Su equipo de investigación en el Centro Hospitalario Universitario de Jena para el Control y Cuidado de la Sepsis (CSCC) también fue capaz de demostrar que el colorante es absorbido específicamente por un transportador celular específico de las células epiteliales del hígado y captado por las células.

De esta manera, la carga de siARN se libera exclusivamente en las células que han sido escogidas. Los nanocontenedores, funcionalizados, específicamente, han sido diseñados y producidos en los laboratorios del Centro Jena para Matera Blanda (JCSM) de la Universidad Friedrich Schiller en Jena. “Este método puede ser considerado como una especie de caja de herramientas para una multitud de diferentes nanotransportadores de siARN, que pueden asegurar que desconectan, de manera dirigida, la biosíntesis de proteínas específicas en diferentes tipos de células”, declaró el director del JCSM, el Prof. Dr. Ulrich S. Schubert.

Con la posibilidad de ensayar los colorantes no acoplados de antemano y poder apagar genes, que están asociados con enfermedades, el principio ofrece nuevos métodos para una terapia personalizada de diversas enfermedades. En la recién fundada SmartDyeLivery, GmbH, los científicos quieren desarrollar aún más la tecnología para utilizarla en el entorno clínico, particularmente en los casos de infecciones sépticas agudas.

Los investigadores de nanomedicina aclararon, en su estudio, la base de trabajo de su caja de herramientas, usando como ejemplo la producción de colesterol. Ellos cargaron las nanopartículas con colorantes ubicadores unidos a moléculas de siARN. Las moléculas de siARN interfirieron con la producción de colesterol en los hepatocitos, lo cual dio como resultado una reducción clara en el nivel de colesterol en la sangre de los animales de prueba.


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Friedrich Schiller University Jena