Investigadoras de la Fundación Intecnus en Bariloche con la colaboración de la Universidad Nacional de San Martín diseñaron nanopartículas que podrían liberar compuestos activos en sitios específicos.
Los científicos crearon la vaterita, con el foco en mejorar la administración de medicamentos para liberar la dosis adecuada en el lugar exacto. Muchas veces, los fármacos se esparcen por todo el organismo, lo que reduce su eficacia o bien aumenta sus efectos secundarios. La búsqueda de sistemas inteligentes de liberación lleva años.
El grupo de investigadores de la Fundación Intecnus, en Bariloche, y la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM), en Buenos Aires, fabricó partículas de vaterita, un mineral biocompatible que tiene propiedades que la convierten en un nanotransportador ideal de medicamentos.
De esta forma, la administración de fármacos podría ser más precisa y segura: las partículas podrían cargar medicinas en su interior y liberarlas en zonas específicas del cuerpo. El estudio se publicó en la revista científica Applied Nanomaterials.
Colaboración entre Intecnus y la UNSAM
Por un lado, Analía Soldati es investigadora independiente del Conicet y responsable de Control de Calidad de Ciclotrón y Radiofarmacia de la Fundación Intecnus. Durante siete años, vivió en Alemania, donde llevó adelante su doctorado y posdoctorado basado en carbonatos biominerales y polimorfismo.
“La materia cristalina puede tomar distintas posiciones de los átomos; el caso del carbonato es un material no tóxico y biocompatible”, dijo Soldati al medio diario RIO NEGRO.
Por otro lado, Diego Lamas, doctor en Física, es experto en cristalografía y estudia los polimorfismos, que son las distintas formas de un sólido, como investigador del Conicet en la UNSAM.
Cuando Soldati regresó al país en 2010, empezaron a trabajar de manera conjunta. Cuatro años atrás, una licenciada en Química, María Magdalena González, arrancó su doctorado, basado en una atractiva línea de investigación: los carbonatos de calcio como transporte para los fármacos ante un diagnóstico de cáncer.
“Cuando se administra un medicamento en el cuerpo, pueden generar efectos nocivos. O por ejemplo, puede caerse el pelo. En este caso, la búsqueda es que el medicamento vaya al lugar en el que está el tumor. Por eso, colocamos algún fármaco dentro de las nanopartículas y las dirigimos al sitio de interés con alguna molécula especial”, detalló Soldati.
Nanopartículas para mejorar la provisión de medicamentos
Pero es necesario diseñar nanopartículas que no sean tóxicas y, a la vez, sean biodegradables. La vaterita es un tipo de carbonato de calcio que puede cumplir con esa condición. Una tercera propiedad es que deben ser muy porosas.
El objetivo principal del estudio fue encontrar una manera sencilla, ecológica y económica de fabricar vaterita, una forma específica de carbonato de calcio, con diferentes morfologías y tamaños a escala micro y nano, que sirva para aplicaciones médicas y tecnológicas.
“La línea de investigación consistió en diseñar estas nanopartículas y evaluar cómo al transformarse, se libera este fármaco en el sitio del tumor. El trabajo explica que encontramos distintas maneras de sintetizar el mismo material en distintas morfologías, algunas de las cuáles son más propicias para su uso clínico”, comentó.
Advirtió que el carbonato de calcio “sirve como vehículo y puede transportar cualquier cosa”. Puede servir en la ecología a fin de absorber tóxicos del ambiente. O como aditivo de pinturas. Las partículas también pueden tener aplicación en agricultura, descontaminación ambiental y fabricación de materiales industriales. De modo que se abren múltiples posibilidades de aplicación.
“A nosotros en Intecnus nos interesa investigar aplicaciones en la salud. Por eso, se usan para los antibióticos o bien en otro tipo de fármacos de diagnóstico. Sucede que el carbonato de calcio es barato y simple de conseguir. Una dosis no cuesta millones”, expresó.
Instancia de investigación básica
Aclaró que el estudio se encuentra en la instancia de investigación básica previa a la preclínica. Se desarrolló solo en laboratorio y aún no se ha probado en células de humanos o animales.
“Lo que hicimos hasta ahora en los laboratorios fue sintetizar muestras de carbonato de calcio, variando las rutas de síntesis. Y tratamos de estabilizar y caracterizar los productos que obtenemos para tratar de encontrar el mejor”, detalló.
Cuál fue el método que usaron
La investigación fue llevada a cabo por Analía Soldati, María González, Pablo Di Prátula, de la Fundación Intecnus y el Centro Atómico Bariloche, y Diego Lamas, investigador del Conicet y la Universidad de San Martín.
Para el estudio se empleó el método llamado “precipitación gota a gota”, una técnica que consiste en mezclar lentamente dos soluciones para que el carbonato de calcio forme partículas de vaterita.
Además, se usaron diferentes aditivos para controlar la forma y el tamaño de las partículas. El polietilenglicol (solvente orgánico) permitió obtener nano-lentejas y partículas con forma de frambuesas; la gelatina ayudó a crear partículas esféricas; mientras que las formas de disco y estrellas se consiguieron al ajustar el pH y la temperatura.
El proceso no usó reactivos contaminantes ni temperaturas extremas. “La síntesis se realizó a temperatura ambiente y sin emplear solventes tóxicos”, valoraron los investigadores.
Microscopía electrónica
Luego de preparar las partículas, el grupo las examinó con microscopía electrónica. Así, pudieron ver en detalle, a escala nanométrica, a fin de evaluar la pureza, la forma y las dimensiones de las vateritas obtenidas.
Se identificaron 5 formas diferentes: esférica, lenticular, discoidal, frambuesa y huso. Todas muestran estructuras bien definidas y estables, algo que no siempre ocurre con materiales similares fabricados por otros métodos.
“Las partículas esféricas tienen la mayor superficie, lo que es ideal para cargar sustancias. Las de tipo frambuesa o lenticular se producen más fácilmente y también pueden transportar medicamentos”, puntualizaron.
Todas las formas mantienen la alta porosidad, de modo que pueden absorber y retener diferentes tipos de moléculas.
