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Encapsulación de fármacos en liposomas para una administración más eficaz y duradera

Los sistemas de administración farmacológica son necesarios para lograr una administración y liberación localizada de los ingredientes terapéuticos activos en el organismo. Un estudio europeo desarrolló un método novedoso para la producción de nanocápsulas de liposomas como vehículos de transporte de fármacos que presentan una mayor biodisponibilidad y una menor probabilidad de desencadenar una respuesta inmunitaria adversa.
Encapsulación de fármacos en liposomas para una administración más eficaz y duradera
En muchos casos, la administración no específica de fármacos en tejidos sanos o sensibles puede provocar efectos secundarios graves. Además, esto podría reducir la biodisponibilidad del ingrediente farmacéutico activo en el organismo y, por tanto, impedir que el agente terapéutico alcance el órgano o tejido de interés.

Idealmente, un sistema de administración farmacológica debería ser seguro, no presentar inmunogenicidad y proporcionar una administración y liberación localizada del compuesto de interés. Las nanocápsulas se han posicionado como vehículos de administración farmacológica idóneos, ya que proveen un entorno confinado por una membrana natural o sintética para los agentes terapéuticos. El desarrollo y la optimización de la producción y la funcionalización de nanocápsulas es un campo de intensa actividad de investigación.

Tecnología innovadora para la producción de nanocápsulas

Los liposomas son empleados profusamente como vehículos de administración de péptidos, proteínas y otras sustancias activas con fines farmacológicos o bioquímicos. Sin embargo, al igual que los fosfolípidos, su principal inconveniente es que desencadenan respuestas inmunitarias no deseadas, principalmente activando el sistema del complemento.

Para abordar este problema, los investigadores del proyecto financiado por la Unión Europea DECENT AID desarrollaron una nueva tecnología de producción de nanocápsulas empleado técnicas de centrifugación y métodos de mecánica de fluidos y preparación de coloides. «Estas nuevas nanocápsulas deberían ser especialmente adecuadas para proteínas y otras biomoléculas sensibles que pueden degradarse durante el proceso de encapsulación empleando las tecnologías disponibles en la actualidad», explica el doctor Leneweit, coordinador del proyecto.

El equipo de DECENT AID empleó proteínas como ingredientes farmacéuticos activos en nanoemulsiones con fosfolípidos como emulgentes, que seguidamente fueron centrifugadas para producir nanocápsulas asimétricas mediante una técnica avanzada que combina un sistema óptico in situ.

La caracterización del tamaño, el índice de polidispersión, la eficacia de encapsulación para fármacos hidrófilos y la asimetría de la envoltura de las nanocápsulas arrojó un resultado inesperado. Los investigadores observaron que la densidad y la organización de los fosfolípidos en monocapas o multicapas dependían de la interacción entre el agua y el disolvente orgánico empleado. Este nuevo tipo de interacción, cuyo descubrimiento fue publicado en la revista científica Langmuir, desempeña probablemente un papel relevante en el transporte de grasas en el torrente sanguíneo y los primeros estadios de la ateroesclerosis.

Dada la capacidad de los liposomas para activar el sistema del complemento, los investigadores evaluaron la inmunogenicidad de nanocápsulas de liposomas vacías in vitro e in vivo y estudiaron el mecanismo de reactividad inmunitaria. Para minimizar la respuesta inmunitaria adversa desencadenada por los sistemas del complemento, coagulación y fagocítico mononuclear y, al mismo tiempo, prolongar la circulación en sangre, las nanocápsulas se recubrieron con heparina, un polímero presente de forma natural en el cuerpo humano. El recubrimiento de heparina es biodegradable y no exhibe inmunogenicidad, reduciendo así la tasa de depuración sanguínea tras la administración repetida de nanocápsulas. Esta nueva envoltura con capacidad protectora demostró ser estable en solución tampón así como en plasma y sangre humanos.

Los investigadores también compararon nanocápsulas de liposomas recubiertas con polímero con nanocápsulas sin envoltura a fin de determinar su inmunogenicidad in vivo y evaluaron su distribución y eficacia farmacológicas en varios modelos murinos, incluyendo uno para el cáncer. Los resultados revelaron un nuevo mecanismo de eliminación de nanocápsulas sin recubrimiento mediado por el sistema del complemento, resaltando la importancia de los polímeros naturales como sistema para conferir resistencia a las nanocápsulas frente a las respuestas inmunitarias.

Producción a escala industrial

El método de DECENT AID logró una eficacia de encapsulación de hasta el 95 % y asimetrías bicapa de hasta el 82 %. «Nuestros resultados proporcionan la oportunidad para alcanzar una producción a escala industrial y desarrollar tecnologías para la encapsulación de ingredientes farmacéuticos activos sensibles en nanocápsulas con una calidad sin precedentes», afirma el doctor Leneweit. El consorcio planea diseñar sistemas de funcionamiento continuo de dispositivos de centrifugación a fin de favorecer la producción industrial de las nanocápsulas.

En conjunto, las nanocápsulas asimétricas y el sistema de protección polimérico de DECENT AID constituyen una solución eficaz para hacer frente a los principales problemas relacionados con el empleo de nanocápsulas en el campo de la administración farmacológica. Las propiedades de las nuevas nanocápsulas las hacen ideales para transportar ingredientes farmacéuticos activos sensibles como, por ejemplo, los empleados en la terapia anticancerígena.

Palabras clave

Liposomas, administración farmacológica, nanocápsulas, DECENT AID, sistema del complemento
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