Los fitocomplejos nanoestructurados podrían ayudar a prevenir la neurodegeneración
Los fitoquímicos son compuestos bioactivos producidos de forma natural por las plantas. «Aunque no son nutrientes esenciales en sentido estricto, muchos fitoquímicos están detrás de las propiedades beneficiosas de las frutas, las hortalizas, las plantas aromáticas y otros productos vegetales», explica Sergiy Lyubchyk(se abrirá en una nueva ventana), coordinador del proyecto PhytoAPP(se abrirá en una nueva ventana) en la Universidad Lusófona(se abrirá en una nueva ventana) (Portugal). El proyecto PhytoAPP, financiado a través de las acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana), se centró en los fitoquímicos porque algunas moléculas de origen vegetal pueden proteger a las células de los procesos asociados a enfermedades neurodegenerativas, como el estrés oxidativo, la inflamación y la agregación anómala de proteínas. El objetivo del proyecto era mejorar la estabilidad, la solubilidad y la biodisponibilidad de estos compuestos mediante el desarrollo de nuevos fitomateriales nanoestructurados. «Logramos transformar una idea científica ambiciosa en una prueba de concepto. Gracias a la nanotecnología, rediseñamos fitoquímicos prometedores, pero difíciles de utilizar, para obtener una formulación más hidrosoluble y con mayor actividad biológica», comenta Lyubchyk. «Esto abre la posibilidad de desarrollar en el futuro productos basados en fitoquímicos para prevenir la neurodegeneración».
Desarrollo de fitocomplejos nanoestructurados hidrosolubles
Una de las principales limitaciones de muchos compuestos naturales prometedores para aplicaciones sanitarias es su escasa hidrosolubilidad. El organismo absorbe, transporta y utiliza con menor eficacia los compuestos poco hidrosolubles. «Nuestra estrategia consistió en utilizar la nanotecnología para mejorar el comportamiento del componente fitoquímico en medios acuosos, preservando e incluso mejorando su actividad biológica», explica Lyubchyk. El equipo diseñó fitocomplejos en los que el fullereno C60(se abrirá en una nueva ventana), una nanoestructura esférica de carbono, interactúa con moléculas de dihidroquercetina(se abrirá en una nueva ventana) de origen vegetal para mejorar su comportamiento y sus propiedades funcionales en medios acuosos. «La nanotecnología fue fundamental para desarrollar nuevas formulaciones de fitoquímicos, mejorar su estabilidad y facilitar, en el futuro, su posible administración en sistemas biológicos», agrega Lyubchyk. Tras optimizar estos complejos hidrosolubles de fullereno y fitoquímicos, el equipo estudió su estructura y sus propiedades fisicoquímicas. El trabajo incluyó la caracterización fisicoquímica de los materiales, la evaluación de la bioactividad «in vitro» y de la nanotoxicidad, ensayos de actividad antioxidante y citoprotectora, y estudios cinéticos sobre la formación de fibrillas amiloides(se abrirá en una nueva ventana). Estos ensayos fueron especialmente relevantes porque la agregación anómala de proteína amiloide constituye una característica de distintiva en varias enfermedades neurodegenerativas. «Nuestros fitocomplejos retrasaron la formación de fibrillas amiloides y redujeron la cantidad total de fibrillas formadas», explica Lyubchyk. A continuación, el equipo llevó a cabo estudios preclínicos en modelos de enfermedad de Alzheimer y de enfermedad de Parkinson para evaluar la seguridad y la idoneidad de los fitocomplejos. Estos modelos permitieron estudiar sus efectos biológicos en sistemas relevantes para la enfermedad, incluidos aspectos conductuales, histológicos, moleculares y relacionados con la barrera hematoencefálica. «Hemos obtenido una formulación basada en el fitocomplejo C60-dihidroquercetina validada como prueba de concepto. Los resultados indican que este material preliminar justifica un mayor desarrollo y más pruebas de cara a futuras aplicaciones preventivas, nutracéuticas o biomédicas», comenta Lyubchyk.
A la vanguardia de la medicina preventiva
Los resultados de PhytoAPP contribuyen a varios objetivos de la Unión Europea en el ámbito de la salud, entre ellos el desarrollo de soluciones sanitarias innovadoras(se abrirá en una nueva ventana) que contribuyan a mejorar los resultados en salud y la calidad de vida. La investigación también aporta nuevos conocimientos al campo de los materiales avanzados. Además de las formulaciones nanoestructuradas de fitoquímicos para productos sanitarios, los resultados podrían favorecer futuras investigaciones en el ámbito de los nutracéuticos y la biomedicina, así como el desarrollo de nanomateriales conforme al principio de seguridad desde el diseño. «Aunque la investigación se encuentra todavía en una fase preclínica o de prototipo, ha establecido las bases científicas y tecnológicas para el desarrollo de productos que podrían contribuir a un envejecimiento saludable y a estrategias preventivas de enfermedades neurodegenerativas», destaca Lyubchyk. Con este objetivo, el equipo continúa validando la tecnología y ampliando los estudios preclínicos para avanzar desde un prototipo de laboratorio hacia un producto con una mayor madurez. Al mismo tiempo, también examina distintas opciones de comercialización, lo que incluye la evaluación de los requisitos normativos y la protección de los derechos de propiedad intelectual.