Nanopartículas con droga directamente al mitocondria

Posibles resultados alentadores para cáncer, obesidad y Alzheimer.

Sistema de suministro de droga vía nanopartículas directamente hasta el mitocondria. (crédito: S. Marrache et al./PNAS)

Investigadores de la Universidad de Georgia han afinado el proceso de suministro de nanopartículas de droga a orgánulos específicos dentro de la célula.

Al tener como objetivo a los mitocondrias, que suministran la mayor parte de energía para la actividad celular, los investigadores incrementaron la efectividad de las terapias utilizadas para el tratamiento del cáncer, la enfermedad de Alzheimer y obesidad en estudios realizados con células cultivadas.

“Los mitocondrias son un orgánulo complejo que es muy difícil de alcanzar, pero estas nanopartículas están elaboradas de manera que puedan realizar bien su trabajo en el lugar correcto”, indicóShanta Dhar, profesor del Franklin College de la Universidad de Georgia.

Dhar y Sean Marrache utilizaron un polímero biodegradable aprobado por la FDA para fabricar sus nanopartículas y luego las usaron para encapsular y probar drogas que se utilizan contra varios tipos de enfermedades. El resultado obtenido fue publicado a principios de esta semana en Proceedings of the National Academy of Sciences.

Para probar la efectividad de su sistema de suministro de droga contra el cáncer, encapsularon lonidamine, que funciona en base a inhibir la producción de energía en el mitocondria y, separadamente, una forma de la antioxidante vitamina E. Suministraron su carga a las células cultivadas y descubrieron que el tener como objetivo al mitocondria se incrementaba la efectividad de las drogas en más de 100 veces comparado con la droga sola y 5 veces más comparado con otros métodos de nanopartículas que tienen como objetivo la parte externa de la célula.

De manera similar, el compuesto curcumin  mostró una gran promesa al inhibir la formación de placas amiloides que son la huella de la enfermedad de Alzheimer, pero rápidamente se degrada en la presencia de luz y se deshace en el cuerpo. Al encapsular curcumin en nanopartículas con objetivo directo el mitocondria, los investigadores pudieron restablecer en las células cerebrales cultivadas la habilidad de sobrevivir a pesar de la presencia de un compuesto que alentaba la formación de placas amiloides. Cerca del 100 por ciento de las células tratadas con nanopartículas direccionadas al mitocondria sobrevivieron en la presencia del compuesto alentador de placas, comparado con el 67 por ciento de sobrevivencia con curcumin libre y 70 por ciento con otros tratamientos de nanopartículas fuera de las células.

Finalmente, los investigadores encapsularon la droga 2,4-DNP contra la obesidad -que hace la producción de energía en el mitocondria menos eficiente- y al aplicarla notaron que reduce la producción de grasa en las células cultivadas conocidas como preadipocytes en un 67 por ciento comparado con el suministro de la droga sola, y un 61 por ciento comparado con otros tratamientos con nanopartículas que tienen como objetivo el exterior de la célula.

“Muchas enfermedades están asociadas con un mitocondria disfuncional, pero muchas de las drogas que actúan sobre el mitocondria no pueden alcanzarlo”, indicó Marrache. “En lugar de tratar de alterar la droga, que puede reducir su efectividad, la encapsulamos en estas nanopartículas y la suministramos directamente donde se requiere: el mitocondria”.

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