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Vehículos novedosos y baratos para el transporte de fármacos

La funcionalización de nanopartículas (NP) mediante la unión reversible de ligandos constituye la base de aplicaciones biomédicas como el transporte de fármacos. Con el uso de sílice, un material barato, inerte y no tóxico, se han realizado grandes avances.
Vehículos novedosos y baratos para el transporte de fármacos
El objetivo del proyecto de formación «Dynamic libraries for the synthesis of new multifunctional silica striped nanoparticles» (TRANSFORMERSURFACES), financiado con fondos europeos, fue ampliar considerablemente las posibilidades de funcionalización y eliminar la toxicidad de las NP. En particular, se trató de desarrollar nuevas superficies para NP de sílice a base de monocapas moleculares que siguen diferentes patrones (principalmente bandas) y pueden funcionalizarse de forma reversible con ligandos.

Se empleó la química combinatoria dinámica y se crearon quimiotecas combinatorias dinámicas, ambas herramientas de gran utilidad para la investigación. Los compuestos de la quimiotecas pueden introducirse en un tubo de ensayo en el que intercambiarán componentes básicos, formando así nuevas combinaciones.

Previamente, se crearon NP de oro con bandas capaces de atravesar por difusión la membrana citoplasmática sin necesidad de crear poros transitorios que producen citotoxicidad y fuga. La sustitución de oro por sílice reducirá considerablemente el coste de las NP. Además, la sílice es transparente y no presenta propiedades fotoquímicas intrínsecas, por lo que su integración con moléculas fluorescentes no causará interferencias en términos de fuente de señal. Finalmente, la sílice es inerte y, por consiguiente, presenta una elevada biocompatibilidad.

Una parte importante de la investigación se centró en la síntesis de quimiotecas dinámicas y el estudio de la reversibilidad de los enlaces. Se seleccionaron enlaces imínicos, donde las iminas contienen un doble enlace entre un carbono y un nitrógeno.

La aplicación de las técnicas empleadas para caracterizar la morfología de las monocapas autoensambladas sobre NP de oro no es tan sencilla en el caso de NP de sílice. Por ejemplo, la microscopía de efecto túnel no se puede utilizar, ya que la sílice no es buen conductor. En cambio, la microscopía de fuerza atómica deparó resultados muy satisfactorios.

Se concedieron al equipo del proyecto cinco días para llevar a cabo experimentos de caracterización de materiales en la fuente de neutrones Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (reactor de investigación de Múnich II, FRM II). Además, se utilizó la resonancia magnética nuclear para el estudio de los ligandos en la superficie de la NP de sílice funcionalizada. A fin de evaluar la reversibilidad, se hidrolizó el doble enlace (imínico) y se verificó la presencia de las moléculas en la superficie.

El trabajo realizado en TRANSFORMERSURFACES se centró en entender el mecanismo y las condiciones de ensamblaje de moléculas en la superficie de las NP de sílice mediante la puesta en marcha de experimentos biológicos. La base es sólida y demuestra el potencial para diseñar sistemas de transporte de fármacos novedosos y baratos con mínima toxicidad.

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Palabras clave

Nanopartícula, transporte de fármacos, sílice, nanopartículas con bandas, química combinatoria dinámica
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