Micromotores dentro del estómago para aplicar fármacos contra una infección bacteriana

11 de septiembre de 2017, Estados Unidos

altUnos ingenieros especializados en nanotecnología han demostrado por primera vez el uso de micromotores para tratar una infección bacteriana en el estómago. Estos diminutos vehículos, cada uno con la mitad del grosor de un cabello humano, nadan rápidamente a través del estómago neutralizando al mismo tiempo el ácido gástrico, y liberando su carga de antibióticos bajo el pH deseado.

Este avance es obra del equipo de Joseph Wang y Liangfang Zhang del Departamento de Nanoingeniería en la Escuela Jacobs de Ingeniería, dependiente de la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos.

Este innovador sistema de suministro de fármacos a través de micromotores se perfila como un método prometedor para tratar enfermedades del estómago y del tracto gastrointestinal mediante fármacos cuya eficacia se ve reducida por la presencia de ácidos.

Wang y Zhang son pioneros en el uso de micromotores en tejidos vivos. El nuevo estudio es el primer ejemplo de micromotores suministrando fármacos para tratar una infección bacteriana.

El ácido gástrico puede ser destructivo para un fármaco que se administra oralmente, como es el caso de los antibióticos o el de productos farmacéuticos basados en proteínas. Los fármacos usados para tratar infecciones bacterianas, úlceras y otras enfermedades en el estómago se toman normalmente con sustancias adicionales, llamadas inhibidores de la bomba de protones, para eliminar la producción de ácido gástrico. Pero cuando se toman durante periodos largos de tiempo o en dosis elevadas, dichos inhibidores pueden ocasionar efectos secundarios, incluyendo dolores de cabeza, diarrea y fatiga. En casos más graves, pueden causar ansiedad o depresión.

Los micromotores poseen un mecanismo integrado para neutralizar el ácido gástrico y suministrar de forma efectiva sus cargas de fármaco en el estómago, sin el uso de inhibidores de la bomba de protones.

Cada micromotor de los usados en los experimentos consiste en un núcleo esférico de magnesio recubierto con una capa protectora de dióxido de titanio, seguida por una capa del antibiótico claritromicina, y una capa externa de un polímero cargado positivamente llamado quitosano que permite que los motores se peguen a la pared estomacal.

La propulsión de los micromotores está alimentada por el propio ácido del estómago. Los núcleos de magnesio reaccionan con ese ácido, generando un chorro de microburbujas de hidrógeno que propulsan al vehículo por dentro del estómago. Esta reacción reduce asimismo temporalmente la cantidad de ácido en el estómago, incrementando lo bastante el nivel de pH para permitir que los micromotores liberen el fármaco sin que la acción de este se vea refrenada y se pueda así llevar a cabo el tratamiento con la máxima eficiencia posible. El pH normal del estómago queda restablecido en un plazo de 24 horas.

Los investigadores ensayaron los micromotores en ratones con infecciones por Helicobacter pylori. Los micromotores, llenos con una dosis clínica del antibiótico claritromicina, fueron administrados oralmente una vez al día durante cinco días consecutivos. Posteriormente, los investigadores evaluaron la población bacteriana en el estómago de cada ratón y encontraron que el tratamiento con micromotores era ligeramente más efectivo que cuando la misma dosis de antibiótico se suministraba en combinación con inhibidores de la bomba de protones.

Los micromotores están hechos básicamente de materiales biodegradables. Los núcleos de magnesio y las capas de polímero son disueltos por el ácido gástrico sin producir residuos dañinos.

En la investigación también han trabajado Berta Esteban-Fernández de Ávila, Pavimol Angsantikul, Jinxing Li, Miguel Angel Lopez-Ramirez, Doris E. Ramirez-Herrera, Soracha Thamphiwatana, Chuanrui Chen, Jorge Delezuk, Richard Samakapiruk y Valentin Ramez, todos de la Universidad de California en San Diego.

Fuente: INVDES
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