Un proceso automatizado que crea robots-químicos y robots-farmacéuticos produce nanocápsulas que envían medicamentos contra el cáncer directamente a los tumores malignos.
Los medicamentos que destruyen las células en los cánceres sólidos se pueden envolver en un «paquete nanométrico» en lugar de dispersarse por todo el cuerpo, dañando los tejidos sanos y provocando náuseas debido al daño del tejido intestinal, pérdida de cabello y efectos secundarios más graves.
Investigadores del Technion-Israel Institute of Technology en Haifa han desarrollado un sistema automático para el diseño y la preparación de materiales estabilizadores para producir un «paquete nanométrico» de este tipo, una plataforma para administrar medicamentos directamente a los centros de cáncer en el cuerpo.
Investigación del Technion sobre nanomateriales
En un artículo recién publicado en la revista Biomaterials bajo el título «Descubrimiento automatizado de nanomateriales a través de la emisión inducida por agregación de fármacos», los investigadores informan que al usar su sistema innovador, desarrollaron los materiales necesarios para crear la plataforma e incluso demostraron en experimentos preclínicos que es eficaz contra tumores malignos sólidos.
La investigación se llevó a cabo en la Facultad de Ingeniería Biomédica bajo el liderazgo del estudiante de doctorado Yuval Harris y el director del laboratorio, el Dr. Hagit Sason-Bauer, quien trabajó con el profesor asistente Yosi Shamay, experto en ingeniería biomédica para nanomedicina y nanoinformática contra el cáncer.
Ilustración para la demostración de la impresión 3D de un tumor en un microentorno cerebral según un modelo 3D computarizado. (crédito: UNIVERSIDAD DE TEL AVIV)
Los medicamentos contra el cáncer, como la quimioterapia y los inhibidores de la cinasa, están diseñados para destruir las células cancerosas, pero uno de sus principales problemas es que solo una pequeña fracción de la sustancia medicinal llega a su destino: las propias células cancerosas. El resto puede dañar los tejidos sanos.
Paquete de entrega de nanomedicina
Unos 40 productos de nanomedicina, incluidas las vacunas de Pfizer y Moderna contra el virus COVID-19, ya han sido aprobados por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA), pero el desarrollo de tales cápsulas de transporte es un desafío tecnológico complicado. Muchos grupos de investigación de todo el mundo están trabajando para mejorarlos.
Los investigadores de Technion presentan un gran avance en este campo: un proceso automatizado para desarrollar materiales óptimos para la preparación de estas cápsulas. El proceso se utiliza como un robot químico que sintetiza nuevos materiales y como un robot farmacéutico que los formula en nanocápsulas que contienen el fármaco contra el cáncer.
“La tecnología que desarrollamos”, explicó Shamay, “se basa en un fenómeno interesante llamado emisión inducida por agregación (AIE): emisión de luz basada en el estado de agregación de la droga. Este efecto hace que en su forma sólida o agregada emita mucha energía lumínica, pero cuando es soluble o estable en una cápsula, casi no emite luz. De aproximadamente 40 medicamentos que probamos, encontramos 10 nuevos medicamentos en los que se produce este efecto. Se pueden utilizar como criterios de selección en el proceso automatizado”.
El sistema automático desarrollado por él y su equipo permite saber, según la energía luminosa emitida por el fármaco, qué sustancia produce las mejores nanopartículas para ese fármaco. Esta técnica condujo al descubrimiento de un nuevo material estabilizador cuyas propiedades le otorgan muchas ventajas sobre los materiales existentes que se utilizan para crear cápsulas nanométricas para la administración de fármacos.
Un nuevo material
Los investigadores descubrieron que el nuevo material es mejor en varios aspectos que los materiales existentes, incluida la eficiencia, la seguridad, la uniformidad de las partículas que lo componen, la estabilidad en el tiempo y la cantidad de medicamentos que se pueden «envolver» y estabilizar con él. Todas estas características lo convierten en un súper estabilizador adecuado para el campo de tratamiento en constante expansión que utiliza cápsulas a nanoescala.
El nuevo material, denominado R595, fue creado en una reacción química “verde” que no requiere el uso de solventes orgánicos contaminantes y tóxicos. Posee una altísima eficiencia de carga de fármaco (90%), lo que permite predecir la efectividad del tratamiento. En ensayos preclínicos, la cápsula fue eficaz en el tratamiento de tumores sólidos causados por una mutación común en el cáncer de pulmón, cáncer de páncreas y cáncer intestinal.
Fuente: JPost- Traducido por UnidosxIsrael
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