Luz en movimiento: Un grupo de investigadores ha rastreado el movimiento de nanopartículas desde los pulmones (el área verde a la izquierda) de una rata a los ganglios linfáticos (la zona verde en el centro) y el resto del cuerpo.
Fuente: Akira Tsuda

Biomedicina

¿Qué ocurre cuando respiramos nanopartículas?

Un grupo de investigadores observa el movimiento de nanopartículas fluorescentes a través del sistema respiratorio, un avance que podría llevar a la creación de mejores medicamentos.

  • Martes, 16 de noviembre de 2010
  • Por Jennifer Chu
  • Traducido por Francisco Reyes (Opinno)

Por primera vez, los científicos han logrado hacer un seguimiento del flujo de nanopartículas desde los pulmones al torrente sanguíneo. El trabajo podría permitir el desarrollo de nuevos medicamentos y mostrar cómo la contaminación puede causar problemas respiratorios.

Los investigadores del Centro Médico Beth Israel Deaconess y la Escuela de Salud Pública de Harvard inyectaron nanopartículas fluorescentes en pulmones de ratas y utilizaron imágenes de infrarrojo cercano para ver cómo las partículas se trasladaban a través de sus cuerpos. Después de haber sido inyectadas, los investigadores hicieron un seguimiento de la distancia que lograron recorrer varias nanopartículas de diferente tamaño, forma y carga superficial—así como la rapidez con la que lo hicieron. Descubrieron que las nanopartículas de entre seis y 34 nanómetros de diámetro fueron capaces de atravesar las defensas de los pulmones para llegar a los ganglios linfáticos y el torrente sanguíneo. Esto podría proporcionar valiosas directrices para el diseño de medicamentos basados en nanopartículas.

El minúsculo tamaño de las nanopartículas las hace potencialmente útiles para la distribución de medicamentos. Un medicamento tiene que pasar por las barreras de tejidos y luchar contra las células inmunes para finalmente distribuir su carga terapéutica antes de salir del cuerpo y prevenir una reacción tóxica. Los científicos están manipulando el tamaño, la forma y otras características de las nanopartículas para encontrar la combinación correcta que les ayude a moverse a través del cuerpo efectivamente.

"Existe una curva de aprendizaje por la que todos nosotros estamos pasando", afirma Steven Brody, profesor asociado de medicina en la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington. "Si comenzamos a diseñar nanopartículas como vehículos de distribución de medicamentos, tenemos que empezar por entender cuáles son las reglas. Esto empieza a proporcionarnos algunas reglas".

Akira Tsuda, científico principal de investigación en la Escuela de Salud Pública de Harvard, afirma que los pulmones pueden ser un buen punto de entrada para los medicamentos: poseen una delgada y gran superficie a través de la cual los medicamentos pueden acceder al resto del cuerpo. Sin embargo, los pulmones también poseen potentes mecanismos de defensa: las células inmunes están en constante patrullaje en busca de moléculas foráneas que destruir. Hasta ahora, no ha estado exactamente claro cuál es el mecanismo que permite que algunas partículas pasen a través de los pulmones, mientras que otras acaban siendo atrapadas y destruidas. La identificación de estos parámetros podría ayudar a los investigadores a diseñar fármacos más eficaces, y también proporcionar una mejor comprensión de los contaminantes ambientales.

Tsuda se asoció con el experto en la toma de imágenes John Frangioni, de la Escuela Médica de Harvard. Frangioni diseñó el sistema de toma de imágenes utilizado para realizar el seguimiento de las nanopartículas. Hak Soo Choi, instructor de medicina en la Escuela Médica de Harvard, ayudó a diseñar una serie de nanopartículas de puntos cuánticos—pequeños cristales semiconductores—y alteró sistemáticamente su tamaño, forma y carga superficial. Adjuntaron una sonda fluorescente a cada una de las nanopartículas para hacerlas brillar a través del cuerpo al ser observadas con el dispositivo de imágenes de infrarrojo cercano.

Pelham Plastics, un fabricante de dispositivos médicos con sede en New Hampshire, desarrolló un catéter hecho a medida para posicionar las nanopartículas en el pulmón de la rata. El catéter permitió a los investigadores inyectar nanopartículas directamente en el pulmón, manteniendo al mismo tiempo la ventilación pulmonar para simular la respiración.

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