Nanopartículas especialmente diseñadas para atravesar la barrera hematoencefálica, un obstáculo importante en el tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas, prometen marcar un avance revolucionario en el tratamiento de patologías como el Alzheimer o el Parkinson, al lograr administrar fármacos especialmente dirigidos. El hallazgo fue concretado por un grupo de investigadores del Instituto Nacional de la Investigación Científica (INRS) de Canadá.
Los especialistas consideran que la barrera hematoencefálica es el principal escollo para optimizar tratamientos contra las patologías neurodegenerativas. Se trata de un sistema de protección contra el ingreso de sustancias extrañas, conformado por células endoteliales que se presentan en forma de cobertura de los capilares del cerebro. El mecanismo impide el ingreso de posibles agresores, pero también de medicamentos y otras sustancias destinadas a tratar diferentes enfermedades.
Según un comunicado, en el marco del estudio realizado por los científicos canadienses se ha logrado diseñar nanopartículas con propiedades específicas, que podrían atravesar esta barrera y ser capturadas por células neuronales. De esta manera, sería posible poner en marcha nuevos tratamientos y enfoques terapéuticos contra diferentes enfermedades que afectan la salud del cerebro. La investigación fue recientemente publicada en Journal of Controlled Release.
Acción directa y reducción de efectos secundarios
Los especialistas creen que estos promisorios resultados abren interesantes perspectivas para hacer realidad la liberación de fármacos en forma directa en el cerebro. Mejorar el tratamiento de las enfermedades neurodegenerativas es un objetivo científico de trascendencia, ya que la incidencia de estas patologías crece a nivel mundial año tras año.
Los distintos tipos de demencia afectan a nivel global a alrededor de 50 millones de personas. La enfermedad de Alzheimer acapara entre un 60 y un 70 por ciento de estos casos, siendo la forma más común de demencia. Entre todas las variedades y tipologías, cada año se registran aproximadamente 10 millones de nuevos casos de demencia.
"La barrera hematoencefálica filtra las sustancias nocivas para evitar que lleguen libremente al cerebro, pero también bloquea el paso de los fármacos", explica el farmacólogo Charles Ramassamy, uno de los responsables de la investigación. Debido a esta realidad, se deben administrar dosis altas para que una pequeña cantidad del medicamento llegue al cerebro.
Como el residuo que se conserva en el torrente sanguíneo tiene efectos secundarios de trascendencia, muchas personas deciden abandonar los tratamientos. Pero el uso de nanopartículas capaces de encapsular los fármacos y llevarlos directamente al cerebro reduciría notablemente los efectos secundarios e incrementaría la eficiencia de los tratamientos.
Resultados concretos
El equipo de científicos probó este nuevo esquema en células cultivadas y posteriormente en ejemplares de pez cebra. "Esta especie posee una barrera hematoencefálica similar a la del ser humano, y como está dotada de una piel transparente es posible observar la distribución de las nanopartículas prácticamente en tiempo real", indicó Ramassamy.
Las pruebas efectuadas permitieron comprobar como las nanopartículas cruzaban la barrera hematoencefálica. Además, el uso de ácido poliláctico (PLA), un material biocompatible que el organismo elimina rápidamente, reduce a una mínima expresión la toxicidad de las nanopartículas. Otro punto a destacar es que la presencia de una capa de polietilenglicol (PEG) permite que las nanopartículas no sean detectadas por el sistema inmunológico y puedan mantenerse más tiempo en el torrente sanguíneo.
El próximo desafío para los científicos es avanzar en nuevos modelos de pruebas en animales, con el propósito de obtener evidencias definitivas de la eficacia de este enfoque renovador.
Referencia
Transport of PEGylated-PLA nanoparticles across a blood brain barrier model, entry into neuronal cells and in vivo brain bioavailability. Jean-Michel Rabanel, Pierre-Alexandre Piec, Sarra Landri, Shunmoogum A.Patten and Charles Ramassamy. Journal of Controlled Release (2020).DOI:https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2020.09.042
Foto:
Imágenes de la actividad de las nanopartículas durante las pruebas realizadas en el marco de la investigación. Crédito: INRS.
