Martínez-Benavidez Evelin1, Lugo-Melchor Yadira1, Higuera-Ciapara Inocencio2

Uno de los principales desafíos para los fármacos dirigidos al tratamiento de enfermedades del Sistema Nervioso Central (SNC) es que éstos puedan atravesar barrera hemato-encefálica. La barrera hemato-encefálica es una barrera física y enzimática que mantiene la homeostasis cerebral, evitando el paso de ciertas sustancias y por lo tanto limita la penetración de la mayoría de los medicamentos convirtiéndose en un obstáculo importante para mejorar el resultado terapéutico. Se piensa que la barrera hemato-encefálica inhibe selectivamente agentes de alto peso molecular, carga negativa y baja solubilidad en lípidos.

De acuerdo con lo anterior, son necesarias alternativas para la administración de fármacos dirigidos a SNC y principalmente para el tratamiento de tumores cerebrales como los gliomas. Los gliomas son los tumores más comunes del SNC, los cuales pueden ser clasificados de acuerdo con el tipo de célula en: astrocitomas (astrocitos), oligodendrogliomas (oligodendrocitos) y ependimomas (ependimarias); o bien, de acuerdo con el grado de malignidad en: gliomas de grado bajo (grado II) o de grado alto (grados III y IV). En 2016, la Organización Mundial de la Salud (OMS) incorporó criterios de diagnóstico molecular en la clasificación de los gliomas. La forma más agresiva de glioma es el glioblastoma multiforme (grado IV), que se caracteriza por una proliferación descontrolada de células tumorales, áreas necróticas e infiltración difusa. La terapia estándar contra los gliomas malignos incluye cirugía, radiación y quimioterapia, o la combinación de éstas. No obstante, la quimiorresistencia es uno de los principales problemas en la terapia. Además, solo unos pocos agentes quimioterapéuticos pueden

alcanzar el objetivo del tumor en concentraciones citotóxicas a través de la vía intravenosa. Por lo tanto, la búsqueda de compuestos activos eficaces junto con el diseño de sistemas de liberación a través de nanopartículas surge como una herramienta con enorme potencial en este campo.

Los nuevos enfoques terapéuticos basados en la nanotecnología han abierto una nueva dirección en las ciencias biomédicas, específicamente, en desarrollo de nanopartículas para la liberación de fármacos, debido a su tamaño de partícula pequeño y entre otras características, como la capacidad de encapsular moléculas pequeñas y biológicas, proteger los fármacos en entornos biológicos, mejorar la biodistribución del fármaco, proporcionar liberación controlada o liberación en respuesta a estímulos, además, de la flexibilidad para combinar agentes de diagnóstico e imagen para usos teragnósticos (terapia y diagnostico).

En estos sistemas nanoestructurados la sustancia activa es atrapada, encapsulada, o unida a la matriz de las nanopartículas, misma que puede estar compuesta de polímeros naturales o sintéticos. Las nanopartículas poliméricas son sistemas coloidales en las que se incluyen nanoesferas y nanocápsulas, con un tamaño de partícula que puede encontrarse alrededor de 5 - 10 nm con un límite superior de ~1000 nm, aunque el rango en el que generalmente se obtienen es de 100 - 500 nm.

En los últimos años una gran variedad de polímeros naturales y sintéticos han sido ampliamente investigados para el diseño de nanoestructuras, sin embargo, los polímeros naturales son una alternativa más segura al uso de polímeros sintéticos. Entre los polímeros naturales más utilizados podemos encontrar: colágeno, gelatina, albúmina, quitosano y almidón; mientras que en los sintéticos algunos ejemplos son: policaprolactona (PCL), poli (ácido láctico-co-glicólico), polietilenglicol (PEG), alcohol

polivinílico y poliuretano, este tipo de polímeros son utilizados en los campos de la biomedicina y farmacéutico.

Por otro lado, en la naturaleza podemos encontrar diversos compuestos activos con importantes actividades biológicas y los cuales se están estudiando como alternativa a los fármacos de uso común (temozolomida, carmustina) en el tratamiento de los gliomas. Entre estos compuestos podemos encontrar a la capsaicina y curcumina, aunque, generalmente este tipo de compuestos tienen un uso farmacológico limitado debido a su hidrofobicidad, baja afinidad y corta vida media, por lo que es necesario el desarrollo de sistemas de administración, como las nanocápsulas poliméricas, que permitan superar estas limitantes y al mismo tiempo tener un papel relevante en la liberación de los compuestos activos. De esta manera, los sistemas nanoestructurados pueden ser prometedores en aplicaciones preclínicas y clínicas.

En CIATEJ estamos trabajando en el diseño y desarrollo de nanosistemas para la liberación de moléculas activas, así como, en la evaluación de su efecto en diferentes tipos de células cancerosas. Por otro parte, también se trabaja para profundizar en los mecanismos moleculares relacionadas con el efecto inhibitorio de los nanosistemas en células de cáncer.

M. en C. Evelin Martínez Benavidez

emartinez@ciatej.mx

Investigadora Asociada adscrita a la Unidad de Servicios Analíticos y Metrológicos (USAM) del Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (CIATEJ, A. C.). Su línea de investigación es el desarrollo y evaluación de productos con potencial terapéutico, particularmente, el diseño de nanosistemas y evaluación de actividad biológica, además, forma parte del Laboratorio de Desarrollo de Métodos Moleculares y Microbiológicos de la USAM, el cual brinda servicios especializados. En los últimos 5 años, ha participado en la publicación de artículos científicos en revistas nacionales e internacionales, es co-autora en capítulos de libros, solicitudes de patente y ha formado recursos humanos a nivel licenciatura.

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1Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco, A. C. (CIATEJ), Unidad de Servicios Analíticos y Metrológicos (USAM). Guadalajara, Jalisco, México.

2Universidad Anáhuac Mayab, S.C. Mérida, Yucatán, México.