Que los fármacos indicados lleguen al lugar puntual de una lesión y se liberen en el momento y la dosis exacta que cada paciente y su afección necesitan, es la meta de muchos equipos de investigación dedicados a la ingeniería regenerativa o de tejidos, una disciplina que busca reemplazar funciones biológicas dañadas o ausentes por medio de diferentes materiales orgánicos e inorgánicos. Y entre quienes trabajan en pos de este objetivo se encuentran los integrantes del grupo “Fotoquímica y Nanomateriales Biocompatibles para el Ambiente y la Biología, Nanofot”, del Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas, el INIFTA de nuestra ciudad, que depende de la UNLP y el Conicet, que en los últimos meses vienen logrando resultados exitosos en estudios para el tratamiento localizado de distintas enfermedades en los huesos.

Uno de los avances que más entusiasma al equipo se dio a partir de una serie de ensayos con un mineral llamado hidroxiapatita, el principal componente inorgánico natural de los huesos. Fue así que este grupo de investigadores platenses fabricó nanopartículas –tan pequeñas como una proteína– de esa misma sustancia pero obtenida sintéticamente en el laboratorio, con el objetivo de que sirvan fundamentalmente como sustitutos óseos y en el reparto de fármacos dentro del organismo.

“Es muy importante reproducir el biomaterial en la misma escala en que se encuentra en el cuerpo para que pueda atravesar los canales de las matrices orgánicas y tenga una alta afinidad con el medio en que se va a mover”, explica Darlin Pérez Enríquez, becaria del CONICET en el INIFTA e integrante de “Nanofot”.

En este sentido, uno de los proyectos gestados en el grupo consistió en la síntesis de hidroxiapatita complementada con trazas de partículas metálicas relacionadas al sistema óseo como magnesio, hierro y zinc. Con ellas, se realizó el recubrimiento de andamios para ser utilizados como estructura de soporte en la reparación de hueso en base a vidrio bioactivo, un material cerámico muy utilizado en la medicina regenerativa como injerto para tratar fracturas y otras lesiones gracias a su capacidad de inducir la mineralización de los tejidos.

“En ensayos in vitro - apunta por su parte Mónica González, investigadora en el INIFTA y líder del equipo Nanofot - se observó cómo una vez sembradas las células, estas se adherían a la superficie del andamio y empezaban a reproducirse. Precisamente, uno de los principales objetivos es obtener propiedades que estimulen la formación de células capaces de generar nuevo hueso”.

Responsable de la línea de trabajo que busca lograr una administración controlada de fármacos, Pérez Enríquez destaca que “en mi tesis, incorporé a las nanopartículas los medicamentos comerciales utilizados en afecciones óseas, y realicé distintas pruebas en el laboratorio con la hipótesis de que, una vez dentro del cuerpo, podrían viajar a través del torrente sanguíneo directamente hasta el hueso y liberar su contenido al momento de llegado y no durante el trayecto, algo muy ventajoso teniendo en cuenta que la mayoría de los tratamientos que existen son por vía oral, y el organismo absorbe apenas un 10 por ciento de la droga, mientras que el resto se pierde en el camino”.

En este caso, los nanovehículos utilizados consistieron en liposomas –estructuras esféricas que se asemejan a la membrana celular–, recubiertas con fosfato de calcio amorfo (FCA), básicamente la misma composición de la hidroxiapatita pero con otra forma, dentro de los cuales se encapsularon los fármacos para poder transportarlos.

“Hicimos distintos experimentos – explica Pérez Enríquez - entre ellos algunos simulando las condiciones de los fluidos biológicos del cuerpo humano para ver cómo se comportaría allí el liposoma. Los resultados fueron muy buenos en todos los casos, y pudimos comprobar que es el medio adecuado para que haya una liberación sostenida en el tiempo de los medicamentos debido a que, al estar recubierto con FCA, tiene preferencia por las superficies con calcio, un componente que está en las estructuras óseas. Entonces, enfrentándolas a andamios con y sin ese elemento químico, las nanopartículas mostraron una marcada compatibilidad con los que sí lo tenían, acumulándose allí en mucha mayor cantidad”.

Otra ventaja de los “nanovehículos”, además de que al momento de hacer contacto con el lugar de destino se produce una ruptura del cascarón que lo envuelve y se libera su contenido, es que se puede rastrear por fotoluminiscencia, una técnica que permite hacer un seguimiento a partir de las reacciones que se producen en interacción con la luz, lo que se logra modificando su superficie a través de la incorporación de marcadores fluorescentes con colorantes, para distinguirlos en el microscopio y poder monitorear su recorrido.

El grupo de investigadores de nuestra ciudad, utilizó como droga de referencia dos antibióticos empleados en infecciones óseas, y también un tercer fármaco llamado alendronato sódico, el más conocido contra la osteoporosis. El plus de este último es que tiene por sí solo la capacidad de buscar tejido óseo, con lo cual funciona a modo de radar una vez dentro del organismo.

Estos resultados logrados en nuestra ciudad son muy prometedores, ya que los especialistas consideran que el principal problema de los tratamientos convencionales por vía oral, en los que el fármaco llega en muy pequeñas proporciones al sitio exacto y la mayor parte es retenida por otros órganos y eliminada del cuerpo, por lo que se indican dosis muy altas que traen aparejados daños colaterales, sobre todo para el hígado y los riñones.