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Theranostic Injectable Hydrogel for Glioblastoma

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Administración de fármacos directamente al encéfalo mediante nanopartículas

El glioblastoma multiforme es el tumor encefálico más frecuente, con una incidencia de 10 por cada 100 000 personas. Su pronóstico mortal exige nuevas formas de administrar los fármacos directamente al encéfalo.

Salud

Los tumores encefálicos son difíciles de tratar debido a su naturaleza invasiva y agresiva, y otro obstáculo importante es la protección natural del encéfalo, que lo aísla de la circulación sistémica, de modo que el tratamiento con fármacos sistémicos se ve dificultado.

Método de administración farmacológica basado en polímeros

El proyecto HyGlio, que ha contado con el respaldo del programa Marie Skłodowska-Curie, abordó la administración de fármacos al encéfalo y la obtención de imágenes mediante el desarrollo de una herramienta multifuncional basada en polímeros, que combina hidrogeles y nanopartículas. «Al combinar hidrogeles y nanopartículas, podemos asociar la ventaja que supone la liberación prolongada de los hidrogeles con la especificidad de las nanopartículas, con la esperanza de ampliar el tiempo de permanencia de los fármacos en la zona del tumor», explica Clara Mattu, becaria del programa Marie Skłodowska-Curie. HyGlio es una colaboración entre la Universidad Politécnica de Turín y el Houston Methodist Research Institute de Estados Unidos, en el cual la becaria investigó durante dos años como parte de la fase internacional del proyecto. Al diseñar las partículas para la administración farmacológica, los científicos deben tener en cuenta las propiedades que presenta la superficie de los portadores de dichas nanopartículas, ya que estas determinarán la interacción celular, la biodistribución «in vivo» y la acumulación en el tumor. En este contexto, para cargar los fármacos, la investigadora utilizó nanopartículas a base de poliuretano de 100 a 200 nm de diámetro. Estas nanopartículas contenían dominios tanto hidrófobos como hidrófilos que aumentaban la afinidad por los fármacos hidrófilos e hidrófobos y mostraron una mejora general en la biodistribución y la semivida en el organismo. Además, la becaria combinó nanopartículas con hidrogeles, los cuales son adecuados para la administración farmacológica localizada y facilitan la liberación lenta. El uso de hidrogeles termosensibles garantiza que el gel esté líquido y pueda inyectarse a temperatura ambiente para luego formar rápidamente una red tridimensional al alcanzar la temperatura corporal en el lugar de la inyección. Para estudiar el tumor, Mattu cargó las nanopartículas con marcadores fluorescentes u otros agentes de contraste compatibles con la imagenología por resonancia magnética. «Tanto en nuestro estudio como en otros, se ha demostrado que las nanopartículas permiten la carga concomitante de fármacos y agentes de contraste para la formación de imágenes», destaca.

Eficacia del método de administración farmacológica mediante hidrogel

Aunque el método se halla en sus primeras etapas de desarrollo, los datos preliminares «in vivo» sugieren que la combinación de hidrogeles y nanopartículas es segura y, sobre todo, que las nanopartículas pueden permanecer en el encéfalo y en las inmediaciones del tumor durante más tiempo. Los animales de experimentación portadores de tumores retuvieron las nanopartículas con carga farmacológica hasta diez días después de la inyección intratumoral. Además, el fármaco mostró una buena biodistribución en el tumor y mejoró la supervivencia de los animales. Por otra parte, los científicos apreciaron modificaciones en el número y la estructura de los vasos sanguíneos del tumor después del tratamiento. Los planes futuros incluyen ensayar combinaciones farmacológicas como parte de estrategias de liberación doble, en las que los fármacos se cargarán en parte en nanopartículas y en parte en el compartimento de hidrogel. El tratamiento del cáncer suele requerir la acción concertada y combinada de diferentes quimioterapias para superar la resistencia farmacológica y mejorar el resultado de los pacientes. Sin embargo, el tratamiento sinérgico se ve obstaculizado por la incompatibilidad farmacocinética y la hidrofobia de los diferentes fármacos. HyGlio propone superar este problema mediante la combinación de hidrogel con nanopartículas de poliuretano para encapsular de forma eficaz los fármacos tanto hidrófobos como hidrófilos y así maximizar su acumulación en los tumores y la eficacia del tratamiento.

Palabras clave

HyGlio, fármaco, nanopartícula, hidrogel, administración farmacológica, biodistribución, tumor encefálico, poliuretano

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