Se realizará en el Colegio de Farmacéuticos de la Provincia de Buenos Aires Filial La Plata y en el salón de conferencias de la Mutual Farmacéutica de la República Argentina (AMFFA), ubicado en Diag. 75 Nº 350, el día 20 de Abril del corriente año a partir de las 14:30 hs.

Con el desarrollo de esta Jornada, el Colegio indian generic levitra de Farmacéuticos a través del Departamento de Educación y Actualización Profesional, comienza a difundir los avances de esta nueva Nanociencia, bien llamada “la Ciencia del Siglo XXI” y que involucra a la profesión farmacéutico en la Nanofarmacia como un eslabón de la Nanotecnologia y la Nanomedicina.

Estamos convencidos que la ciencia es una cuestión dinámica y hay que aceptar que la evolución de la misma nos lleva a un progreso en todos los niveles y la misión del Colegio es introducirnos en la nueva Nanofarmacia para que participemos activamente.

Es de destacar que las jornadas son gratuitas. Tener en cuenta que se requiere inscripción previa por fines organizativos.

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Por los Farm. S. Sgroi y D.P. Fernández

Si definimos a la Nanofarmacia como el sistema de utilizar la nanotecnología para mejorar la prevención, diagnóstico y tratamiento de enfermedades y heridas, el funcionamiento del organismo humano dando mejor salud; nos encontramos comprometidos en utilizar y en lo posible descubrir nuevos agentes farmacéuticos, desarrollando otros sistemas de liberación del fármaco en el organismo, distintos a los tradicionales conocidos y los nuevos llevarlos a la práctica.

Pero no solo nos ocupamos los farmacéuticos de prevenir y erradicar las enfermedades; sino que la belleza y la estética del cuerpo humano denominada Cosmética, es parte de nuestro quehacer profesional. Muchos son los productos que la Industria de la Cosmética tienen disponible en uso actualmente en el mercado y que han sido preparados utilizando nanotecnología.

Cabe entonces la posibilidad que los farmacéuticos desarrollemos en el laboratorio de nuestras farmacias diversos productos de higiene personal, perfumería y cosméticos utilizando métodos Nanofarmacotécnicos. Con esa perspectiva el aporte que deseamos hacer con este artículo, es brindar un panorama de aplicación de “estos nuevos sistemas de administración de fármacos”.

Nunca un campo de la ciencia prometió tanto con TAN POCO TAMAÑO.

Las aplicaciones de la nanotecnología en estos productos (que denominamos genéricamente cosméticos) y que podemos preparar en las farmacias tienen un efecto positivo indiscutible en nuestra profesión ya sea en el cuidado del cuerpo y en la rentabilidad que surge de esta práctica generando oportunidades comerciales con la innovación tecnológica que podamos introducir.

Hay que destacar que nuestra intervención en las preparaciones pueden abarcar entonces la Higiene Personal, la Perfumería y los Cosméticos.

Hay una amplia gama de oportunidades para la aplicación de la nanotecnología en el campo de la cosmética y es una oportunidad de crecimiento constante en productos con un mayor valor agregado.

Dentro de las consideraciones generales debemos recordar que a las Células hay que humectarlas, nutrirlas, estimularlas creando condiciones favorables para que la piel esté en mejor estado de salud; además ayudar en lo posible a producir nuevas membranas, que es lo que sería una piel renovada.

Para realizar preparaciones magistrales cosméticas, utilizando métodos nanofarmacotécnicos vamos a recordar que la absorción de sustancias químicas (naturales o sintéticas) a través de la piel es un método más de introducirlas en el organismo. Los fármacos aplicados sobre la piel y sobre sitios definidos, facilitan que los mismos difundan desde el estrato córneo hasta la hipodermis y llegando inclusive hasta el torrente sanguíneo, dando el efecto sistémico deseado. Utilizar la vía tópica para infundir principios activos, es también usar una vía no invasiva como alternativa a la parenteral y oral.

Consideramos conveniente hacer un repaso simple sobre la Piel, su Anatomía y Composición Química, para tenerlo en cuenta al momento de decidir la preparación que aplicaremos luego sobre la misma.

La Pieles el órgano más extenso y accesible del cuerpo humano; entre otras funciones se encuentran la protección del medio interno frente a determinados agentes agresivos externos, la regulación de la temperatura corporal, manteniendo el equilibrio hidroelectrolítico y la sensibilidad de captar señales. La piel es una barrera atípica porque permite la entrada de ciertas sustancias externas al interior del organismo y esta propiedad, precisamente es la que utilizaremos para introducir fármacos y obtener efectos locales sobre la misma o sistémicos. La Piel contiene aproximadamente un 70% de agua; también lípidos como colesterol, minerales como sodio, potasio, magnesio, calcio. Encontramos en ella cloro, glucosa y entre otras, proteínas como colágeno y queratina. La superficie de la piel, para un individuo de estatura y peso mediano, se calcula en 1,85 m2., unos 4 kg. aproximadamente de peso y un espesor de 2,2 a 2,3 mm.

La Epidermis, la Dermis y la Hipodermis son las capas constituyentes de la piel.

 

La Epidermis es un epitelio plano, estratificado, queratinizado de aproximadamente 100 micrones, que está en constante renovación por pérdida o descamación de sus células más superficiales llamadas corneocitos; constituída desde el interior hacia la superficie por los siguientes estratos:

Estrato germinativo o basal: constituído por los queratinocitos que son células cilíndricas basófilas, dedicadas a la síntesis de queratina y que representa casi el 80% del total de las células epidérmicas mediante sucesivas divisiones celulares de los queratinocitos (que sufren transformaciones a través de los diferentes estratos) hasta formar los corneocitos de la capa córnea o externa.

Estrato espinoso o de Malpighi: está integrado por varias capas de células poliédricas unidas entre sí por puentes intercelulares o desmosomas. En su interior se encuentran los tonofilamentos indispensables para la diferenciación de queratinocitos de la capa germinativa a la capa córnea y forman parte de los desmosomas, hemidesmosomas y la membrana basal.

Estrato granuloso: tiene células con granulaciones de queratohialina que son las precursoras de la queratina que aparece en la capa más externa.

Estrato córneo: es la última capa y más superficial de la piel y esta formada por un estrato lúcido (área sometida a presiones y roces mayores o más continuos, como son las zonas de las palmas de la manos y las palmas de los pies. Es un estrato córneo más grueso. Un estrato compacto con células que se encuentran íntimamente soldadas formando una masa compacta y que es la córnea propiamente dicha; y un estrato descamativo que son células que van perdiendo su adherencia y cohesión con las células vecinas y se liberan al exterior. Células éstas completamente desecadas que se despegan forman un polvillo o en grupos en forma de escamas y que reciben el nombre de “células muertas”.|

Dermis: la dermis es el sostén de la epidermis y está situada debajo de la misma. Tiene abundantes vasos sanguíneos y linfáticos, con muchas terminaciones nerviosas sensitivas para el tacto, el dolor, la presión y el frio y el calor. En ella se encuentra la raíz de los pelos, las glándulas sudoríparas y las glándulas sebáceas. La dermis es rica en colágeno, reticulina, adipositos y elastina entre otros.

Hipodermis: esta constituida fundamentalmente por tejido adiposo (denominado adipositos) de espesor variable según la localización. Estas células sirven de reserva energética, proporcionan protección mecánica al organismo y participan en la termorregulación. Los adipositos participan en el metabolismo de los lípidos, en razón de que una mayoría de los ácidos grasos procedentes de triglicéridos alimentarios, se transfieren a la célula adiposa que se combinan con glicerol y se almacena como triglicéridos.

Las formulaciones con LIPOSOMAS pueden clasificarse en dos categorías:

1)     Liposomas constituidos por compuestos lipídicos preferentemente iónicos o compuestos no iónicos que se denominan Niosomas.

2)     Transferosomas o etosomas elásticos o ultradeformables.

Los liposomas o niosomas pueden presentar dificultades al ser utilizados para la administración transdérmica debido a que no pueden alcanzar las capas más profundas de la piel.

Las propiedades de deformación de los transferosomas facilitan su movimiento fuera del estrato córneo, la forma de penetrar es produciendo un gradiente osmótico debido a la evaporación de agua cuando se aplica sobre la piel.

Estos transferosomas o etosomas son biocompatibles y biodegradables porque su composición esta basada en fosfolípidos semejantes a los que constituyen los liposomas y su porcentaje de incorporación de moléculas es de aproximadamente el 90% para drogas lipofílicas.

Estas vesículas protegen al fármaco encapsulado de la degradación metabólica y van liberando la droga lentamente.

Liposomas: Los liposomas son un sistema osmótico activo, vesículas multilaminares constituidas por bicapas concéntricas de fosfolípidos de origen vegetal y añadiendo cantidad variables de colesterol a la formulación con la finalidad de aumentar la estabilidad del fármaco en la vesícula y de mejorar la eficacia de encapsulación, ya que el colesterol disminuye la libertad de rotación de las cadenas hidrocarbonadas de los fosfolípidos en el interior de las bicapas.

Existen tres grupos más importantes de fosfolípidos con los que se pueden obtener Liposomas: los glicerofosfolípidos, esfingolípidos,y glucoesfingolípidos; el más utilizado es la fosfatidilcolina ( que tiene colina, fosfato y glicerol formando la cabeza hidrofílica).

En general la fosfatidilcolina se obtiene de la lecitina de soja; pero también existen otros lípidos que se pueden agregar como componentes mayoritarios o auxiliar del Liposoma con la finalidad, de ser necesario, modificar la membrana de la Vesícula; estos otros lípidos pueden ser fosfatidilamina, dipalmitoil- fosfatidilcolina etc.

El diámetro es variable y se considera que son menores a 50 nm. Tienen una cabeza polar hidrofílica y una cabeza no polar hidrofóbica. En el interior de estas vesículas se pueden incluir sustancias hidrosolubles como colágeno, elastina, etc. y en bicapa se puede introducir sustancias liposolubles como Vitamina A, E, etc.

Los liposomas ejercen su influencia en el estrato córneo de la piel, por lo que son especialmente interesantes en el uso cosmético. Tienen múltiples aplicaciones en cremas y geles, faciales y corporales; en lociones tónicas, humectantes, bronceadores y protectores solares (faciales y corporales).

No dejamos de mencionar que los Liposomas son ampliamente utilizados en el campo de la Nanofarmacia como sistemas de liberación de fármacos, por su versatilidad y eficacia terapéutica; y son administrados por vía parenteral y tópica porque mejoran la liberación transdérmica de drogas de actividad sistémica, facilitando una vía no invasiva como alternativa a la oral y/o parenteral.

Se utilizan también en la preparación de productos capilares y cremas de afeitar.

Otra variante de liposomas lo constituyen los Arqueosomas que son elaborados a partir de los lípidos de membrana de Halobacterium salinarum; que mantienen estabilidad de las formulaciones elaboradas a diferentes temperaturas.                                                  

Entendemos que hay que generar oportunidades comerciales en las farmacias y una de ellas es dotarlas de tecnología sencilla y eficaz que el uso de procedimientos nanotecnológicos para mejorar las preparaciones magistrales ya sea en el rubro cosméticos como en la preparación de medicamentos.

CURIOSIDADES: La Nanociencia con las nuevas tecnologías podría conducir a nuevos medicamentos que no traten las enfermedades a medida que surgen, sino que las prevengan según la disposición genética individual.

Las preguntas serían: ¿Cuál es la diferencia entre un organismo enfermo y un organismo sano?

¿Cómo se puede usar el sistema de control natural para nuevas formas de terapia?

¿Se puede reprogramar células del cuerpo y regenerar el tejido defectuoso?

–         Hoy los investigadores tienen la oportunidad de estudiar y entender la vida como un sistema complejo y con las nuevas tecnologías encontrar nuevos medicamentos.

(Artículo extraído del Instituto Max Planck – Tuneldelaciencia)

 

BIBLIOGRAFIA:

–         Transferosomas como vía de administración – Rajan R., Shoma J., Mukund, V. Vasudevan D. – Ed. Journal of Advenced Pharmaceutical Technology and Reserarch- Jul.2011.

–         Nanotecnologia Farmacéutica – Villafuerte-Robles Leopoldo.- Dpto. de Farmacia, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (Inst. Politécnico Nac. De Méxido (Revista Razón y Palabra-ISSN 1605-4806).

–         Liposomas: sus usos y beneficios en cosmiatría – (Publ. De Farmaciamagistral).

–         Arqueosomas: Cuerda Correa, González Paredes, Medina Pérez y otros – Estudio y encapsulación de los arqueosomas obtenidos a partir de Halobacteium salinarum – Dpto. de Microbiología, Facultad de Farm. Univ. De Granada- 2005.

–         Pasaje Transdermico – Sheila Villasmil Sanchez – Lab. De formulación, interfaces Reologia y procesos- Facultad de Farm. Univ. De Los Andez – Mérida, Venezuela (2011).

–         Anatomía y fisiología de la piel (Introducción a la Dermofarmacia y a la Cosmetología) – Martini M:C: – Ed. Acribia S.A. – Zaragoza – 2005.

–         Nanotecnología – El desafía del siglo XXI – Galo Soler Illia . Eudeba-Colección Ciencia Joven 38- 2009.-

       –     Encrucijadas 49 –La ciencia y el futuro–Nanotecnologia en la terapia armacológica.

               Adriana  M. Carlucci, Carlos Bregni – Tecnología Farmacéutica UBA

C a p i t u l o IV
(Hacia el Primer Encuentro de Nanofarmacia del CFPBA)

Por los Farm. S.Sgroi y D.P. Fernández

LA MEDICINA DE LO PEQUEÑO

Hemos comenzado a utilizar mínimas cantidades de drogas y otros medios no convencionales con mayores efectos para atacar patologías, dirigiéndolas, por ejemplo, al lugar donde se radica la afección.- Recordemos que el cuerpo humano, en el caso de las drogas, es incapaz de absorber la dosis total de un medicamento administrado a un paciente, utilizando los métodos actuales en razón de que la droga debe recorrer el organismo para llegar a destino; con las consecuencias de reacciones adversas, incompatibilidades, contraindicaciones, etc. etc.; pero si elaboramos y suministramos medicamentos a Nanoescala implica tener la posibilidad de enfrentar y combatir a las enfermedades en el campo molecular ya que ellas comienzan a ese nivel, siempre que podamos dirigir las medicinas directamente al lugar afectado sin lesionar las otras células.- Pero además existen otros sistemas de ataque a las enfermedades a las cuales haremos mención.

La Nanofarmacia se nutre de la Nanotecnologia y se integra a la Nanomedicina y forma parte del arsenal NANO que esta revolucionando las ciencias de la salud y podemos decir que ya comenzó desde hace algunos años, una nueva era científica y asistencial; hoy por hoy se le esta prestando muchísimo interés a la investigación del mundo microscópico ya que en éste se encuentran la mayoría de las alteraciones estructurales que provocan la enfermad en nuestro organismo y de la cual los farmacéuticos tenemos que conocer y participar activamente.

Recordemos que la escala nanométrica se refiere a :Uno dividido en Mil Millones (en este caso 1 metro dividido en mil millones y se puede expresar 1 a las menos 9 y estamos a nivel molecular; quiere decir que se trabaja con lo más pequeño)

Una de las nuevas bases de la Nanofarmacotecnia es utilizar diminutos sistemas biocompatibles capaces de transportar y entregar las drogas terapéuticamente activas en el lugar adecuado, precisamente en el sitio donde debe actuar, ya sean células u organos.- Esta metodología es importante porque se debe tener en cuenta que al reducir las dosis, los efectos colaterales no deseados también disminuyen y evitamos en gran parte la posibilidad de incorporar toxicidad en los tejidos sanos.-

Dijimos que para suministrar las sustancias medicamentosas necesitamos nanosistemas que las transporten hasta su destino sin dañar al organismo y sin tener barreras que lo impidan; con la Nanotecnologia Farmacéutica es posible conseguir algunas de las finalidades siguiente:

• Proteger al fármaco de su degradación tanto física como química, sobre todo cuando el principio activo proviene de la biotecnología

• Incrementar la absorción del fármaco para facilitar su difusión a través de los epitelios, fundamental como alternativa a la administración parenteral de fármacos.

• Modificar las características farmacocinéticas del fármaco que va dirigido a ciertos tejidos u órganos incrementando la eficacia y disminuyendo los efectos indeseables.

• Incrementar la penetración en el interior de las células cuando la diana esta dentro de las mismas.

• Incrementar el tiempo de permanencia en sangre

Mencionamos a continuación algunos de los nanosistemas utilizados para vehiculizar drogas:

Liposomas: Son vesículas biologicas esferica con una membrana compuesta por una doble capa de fosfolipidos que tienen una parte hidrosoluble y otra liposoluble.- Estas se forman en un ambiente acuoso como consecuencia de la existencia de una parte polar y otra no polar en las moléculas de los lípidos componentes. Termodinamicante al formarse los liposomas se minimiza la energía y se aumenta la entropía del sistema molecular total; es lo que se llama efecto hidrofóbico por el aislamiento de las partes no polares de los lípidos en el interior de las membranas; paralelamente las partes polares interactúan con el agua de modo que se elimina la interacción con el agua..-

Nuestro organismo utiliza los liposomas naturales para el transporte de moléculas y que es parte del metabolismo; pero al ser posible la producción de liposomas artificiales podemos utilizar este medio de transporte para llevar principios activos a determinados sitios, siempre que exista una biocompatibilidad de los componentes.-

Recordemos que los liposomas a producir deben estar compuestos con lípidos que se encuentran presentes en el organismo y por supuestos deben ser biodegradables y tener la propiedad de prolongar la permanencia del principio activo que transportan en el organismo y mejorar así la distribución del mismo.

El objetivo del uso de Liposomas en farmacia, es mejorar entonces la farmacocinética de las formulaciones y disminuir la toxicidad de las drogas al incorporarlas al organismo.- Usar Liposomas es utilizar un sistema de encapsulamiento de la sustancias que se quiere transportar hasta el sitio adecuado donde radica la afección.

Los liposomas también son muy utilizados en cosmética; mencionando, por ejemplo:

• Liposomas hidrantantes que transportan agentes como agua, alantoína, alanita, glicina, aloe vera, etc.

• Liposomas nutritivos que transportan agentes como: colageno, vitamina A, hidrolizados, etc.

• Liposomas revitalizador de tejidos que transportan: vitamina E, extracto de zanahoria, coenzimas, etc.

Damos a continuación una idea general de la preparación de Liposomas:-

Se pueden preparar utilizando Fosfatidilcolina de soja y colesterol, a la que se le agrega una mezcla de cloroformo y metanol en proporción de 2 a 1 v/v y se obtiene una dispersión de liposomas, luego se evapora el solvente orgánico y se obtiene una capa homogénea de lípido seco. A continuación se le agrega una solución buffer de fosfato salino y se expone la mezcla a ultrasonido para inducir la formación de liposomas; luego se hidrata y se mantiene la acción del ultrasonido y una temperatura de 50 ºC para que continúe su formación.- Luego la solución se somete a una extrucción a traves de una membrana de policarbonato de tamaño de poros entre 80 y 100 nm para obtener liposomas de tamaños standard.- A continuación se le agrega la droga a transportar bajo la acción de ultrasonido. –

Nanopartículas: Son partículas coloidales sólidas con un tamaño de 10 a varios cientos de nanómetros y constituídas por polímeros natuales o sintéticos. Depende del proceso de su elaboración se pueden obtener dos tipos de estructuras: nanoesferas o nanocapsulas

Las nanoesferas tienen un tipo de matriz polimérica, en la que se encuentra disperso el principio activo. En el caso de las nanocápsulas poseen un núcleo de carácter oleoso, que contiene el fármaco rodeado de una cubierta polimérica.-

Son numerosos los métodos de preparación de nanopartículas; pero podemos agruparlos en aquellos métodos que parten de realizar una polimerización a partir de un monómero y aquellos otros que parten de un polímero.- La elección del método de preparación de las nanopartículas dependen del uso que se le va a dar y de las características de solubilidad del principio activo que se quiere incorporar.-

También están las nanopartículas metálicas, con excelentes propiedades físicas, químicas y biológicas que están vinculadas con su tamaño nanométrico. Tal es el caso de las nanoparticulas metálicas de Oro, que poseen propiedades fototérmicas que se activan en presencia de luz láser y desprender calor actuando como nano-calefactores y útiles, por ej: en el tratamiento contra el cáncer. Al introducir dichas nanopartículas dentro de las células cancerosas y someterlas a calentamiento, destruyen las células malignas.

Las NPsAu (nanopartículas sólidas de Oro), según el tamaño tienen distintas propiedades; y entre ellas mencionaremos la preparación de sistemas inteligentes que liberan moléculas de fármacos de acción terapéutica encapsuladas como consecuencia de la activación de un estímulo interno (liberación producida por un cambio de pH).- Pero también la liberación se puede producir por factores externos como por una fuente de luz láser.

Es interesante destacar que las NPsAu tienen propiedades multifuncionales que pueden incoporar ligandos como anticuerpos, fármacos, cubiertas poliméticas, etc. y transportarlas hasta el lugar adecuado.

Existen trabajos exitosos (Bhumkar y colaboradores) que han utilizado las NPsAu para el transporte transmucosal de insulina, consistente en nanopartículas de oro funcionarizadas con una cubierta del polímero catiónico quitosano.- Estas partículas recubiertas con quitosano y con la insulina absorbida en su superficie, cuando son administradas por vía oral y nasal, dan lugar a un efecto hipoglucemiante comparable con la insulina inyectada subcutánea.

Nanopartículas metálicas de Plata: Las NPsAg depositadas en un coloide protector de naturaleza proteínica, actúan como agente bactericida. Las nanopartículas estan en el orden de los 1 a 100 nm y tienen un amplio rango como bactericias contra Echerichia Coli, Staphylococus Aureus, Psudomonas, Aspergilius y otros.- La acción de la Ag coloidal consiste en inhibir las enzimas implicadas en el proceso respiratorio de óxido-reducción celular de las bacterias, provocando su muerte en pocos minutos.- El microorganismo no puede desarrollar mecanismo de resistencia como ocurre con los antibióticos u otros compuestos orgánicos.-

Los iones de Ag+ son puestos en libertad en presencia de humedad y actúan como agentes bactericidas, en razón de que las paredes de los microorganismos están cargadas con carga (-) por lo que atraen a los iones Ag+ que desalojan los iones Ca+ y Zn+.-

Dendrímeros:Son moléculas poliméricas, tridimensionales, de síntesis química bien definida, versátiles, de tamaño nanoscópico y con propiedades fisico-químicas que semejan biomoléculas.- El tèrmino “dendrímero” procede del Griego que significa “dendrón = arbol” y el sufijo “mero=cemento”.- Es una molécula que recuerda a un àrbol con sus raíces y ramas o también a las dendritas de las neuronas.

Para poder utilizar un dendrímero como vehículo para transportar medicamento, debe cumplir con condiciones básicas fundamentales como: a) No ser tóxico. b) No inmunogénico (con excepción que se utilice para vacunas). c) Atravesar las barreras biológicas como la hematoencefálica, membranas celulares, intestino, pared vascular, etc. d) Ser estable y permanecer en circulación todo el tiempo necesario para tener el efecto clínico buscado. e) Tener la capacidad de dirigirse a células dianas específicas

Las aplicaciones biofarmacéuticas que podemos llevar a cabo con éstos nano-polímeros, pueden ser: a) transportar fármacos con la finalidad de incrementar la biodisponibilidad o de producir una liberación prolongada del mismo o también distribuir mejor sus efectos al transcurrir del tiempo. b) utilizarlos en terapia génica para transportar ADN, ARN, pasmídos al interior de las células. c) vehiculizar fármacos como glico-transportadores. d) en iontoforesis, administrando fármacos en forma transdérmica. e) como vacunas actuando como soporte estructural de péptidos antigénicos.- f) como antivirales interfiriendo en los ciclos replicativos de virus y bacterias; pudiendo ser una posible aplicación en dispositivos barrera para la prevención de enfermedades de transmisión sexual, actuando como microbicida. g) como antitumorales. h) como antibacterianos.- Etc. etc.

—Para dar un ejemplo de dendrímeros como transportadores de fármacos citotóxicos, se podría funcionalizar éstos con ácido fólico, que es captado por las células ( tumorales) por la vía del receptor de folato, que esta sobre expresado en las células tumorales.- Entonces los dendrímeros funcionarizados de esta forma tendrían preferencia de entrar a las células tumorales.

—Se están realizando trabajos para facilitar la administración por iontoforesis de fármacos aniónicos, utilizando dendrímeros dotándolos de una carga total positiva que facilite su paso a través de la piel al aplicarse una diferencia de potencial entre la parte externa e interna de la misma.- Se estudia así la posibilidad de administrar Insulina a través de la piel, por ejemplo.-

—Los dendrímeros antibacterianos están dotados de grupos catiónicos de superficie tales como aminas o grupos tetraalquil amonio; que al adherirse a la membrana bacteriana, la dañan y causan la lisis de la bacteria.

Detección de enfermedades: – El objetivo del nanodiagnóstico es la identificación de enfermedades en sus estados iniciales, principalmente cuando el desarrollo es todavía limitado; por medio de la utilización de nanodispositivos o por nanopartículas.-

El nanodiagnóstico pretende entonces una respuestas rápida de la aparición de una enfermedad para aplicar el tratamiento adecuado, o también puede ser reparar un tejidos u órganos dañados para recuperarlos.-

Las líneas principales de investigación en el área de bioingeniería biomédica, se desarrollan en nuevos métodos para la prevención precoz, monitorización y telecontrol en enfermedades cardiovasculares, diabetes, patologías crónicas y enfermedades neurológicas y neurodegenerativas y cáncer;

CURIOSIDADES

——-Científicos de la Universidad de Stanford en los Estados Unidos han usado la tecnología para desarrollar un método altamente específico que apunta a matar las células cancerosas. Insertan nanotubos de carbono dentro de las células cancerosas y luego exponen el tejido al rayo láser infrarrojo cercano, con lo cual los nanotubos se calientan y matan las células cancerosas pero dejan intactas las células sanas.

—–La Organización Central de Instrumentos Científicos de la India ha diseñado un kit de diagnóstico de la Tuberculosis basado en Nanotecnologia, sometido actualmente a ensayos clínicos. De esta manera se recortaría el costo y el tiempo requerido para las pruebas de indentificación de esta enfermedad. Igualmente se requiere menor cantidad de sangre para el análisis.-

——Algunos medicamentos y productos nanotecnológicos aprobados por la FDA de Estados Unidos que se encuentran en uso:

• Abraxane, de American BioCiencie, Inc. (Nanopartículas que contienen placlitaxel, que aumenta la cantidad de medicamentos anticancerígeno disponible para matar células malignas)

• Daxil, de Ortho Biotech Products (Sistema de suministro de Nanopartículas basada en liposomas recubiertos con polímeros. Daxil es el producto destinado al tratamiento del cáncer de ovario.)

• Emed, de Merck (Medicamento nanoparticulado, denominado Aprepitant – un antiemético destinado a prevenir náuseas en los pacientes con cáncer que reciben quimioterapia).

• Silcryst de Nucryst Pharm. (Plata nanocristalina incorporada en los recubrimientos de las heridas por sus propiedades antimicrobianas)

• TriCor de Abbott Lab. (Nanopartículas para el tratamiento del colesterol alto).

——Investigadores de la Universidad de Ludwig Maximilian de Alemania han desarrollado un método que permite, empleando Luz Verde, instalar una por una moléculas de proteínas en su lugar de funcionamiento con precisión nanométrica. El sistema permitirá comprender mejor lo que ocurre en el interior de las células vivas y será de ayuda en el desarrollo de la construcción y utilización de nanomáquinas a medida.

N A N O E T I C A: Lo que es técnicamente posible, no es igual a lo que es éticamente apropiado; siendo este un tema de encendido debate.- En los países en desarrollo, la utilización de nanomedicinas evoca similares problemas éticos que aquellos que generó en su momento, los alimentos genéticamente modificados.- Pueden las poblaciones analfabetas y necesitadas de medicinas, involucrarse de manera adecuada en los debates sobre los posibles efectos nocivos de “estas nuevas medicinas” ??? …NO.- Son los gobiernos y científicos de los países desarrollados que tienen la responsabilidad de efectuar y garantizar ensayos clínicos éticos y suficientes para garantizar nuevos productos tenológicos para mejorar la salud y no ensayar en poblaciones del tercer mundo.-

Los científicos dedicados a la Nanociencia discuten sobre una serie de preguntas básicas, tales como:

¿Cuál es la moralidad de usar los procedimientos Nanos, para el realce humano?

¿Cuáles son los riesgos a largo plazo de la Nanomedicina y en donde se encuentra implicada la Nanofarmacia?

¿Cómo pueden los gobiernos aislar la información sobre la salud de las personas que sean tratadas con tecnología Nano?

¿Debe funcionar una red mundial de intercambio de información sobre los riesgos del uso de esta nueva ciencia?

¿Los países que entran en el desarrollo e investigación de la Nanotecnologia en general, deben tener previstas reglas básicas sobre la ética?

BIBLIOGRAFIA

• Galo ,Soler Illia – Nanotecnologia – El desafía del siglo XXI – Eudeba Colección Ciencia Jóven 38

• Palma, Santiago y Allemandi, Daniel – Farmacotecnia – 2007-Nº52 – NUESTRA FARMACIA

• Al.Qadi, Sonia y Remuñan López, Carmen – Nanopartículas metálicas – oro.- Departamento de farmacias y tecnología farmacéutica –Facultad de Farmacia- Univ. de Santiago de Compostela

• Samitier, Joseph – Nanobiología y Nanomedicina – Catedrático de Física de la Univ. de Barcelona.

• Ramirez Escobedo, Mirian E. y Sandoval Cortez, Jose – Descripción y aplicaciones de las vesículas liposomales como formas galénicas – Ciencia Cierta Nº 28- octubre-diciembre 2011 – Facultad de Ciencias Químicas- Univ. Autónoma de Coahuila.

• SABER COMO – del INTI (Instituto Nacional de Tecnología Industrial) – Nanotecnologia aplicada en la industria farmacéutica.

• Gonzalo, Teresa y Muñoz Fernández María de los Angeles – Dendrímeros y sus aplicaciones biomédicas – Lab. de Inmunobiologia Molecular, Hospital Gral. Univ. Gregorio Marañon de Madrid

• Concejo Arias, Javier; González Rodríguez, Silvia y García Suarez , Lucía: NANOMEDICINA – El avance de la Nanotecnologia en la medicina.

• González Marín, C. Camilo – Nanotecnologia en Salud – Monografías- trabajo 57.

• Drulis-Kawa, Z., & Dorotkiewicz-Jach. A. 2010 – Sistema de liberación de antibióticos por liposomas.

• Villafuerte R., Leopoldo; García, Beatriz; Garzón S., Maria de Lourdes, Hernández, Alejandra y Vazquez R., María Luisa – Nanopartículas Lipídicas Solidas – (Revista Mexicana de Ciencias Farmacéuticas) Asoc. Farm. Mexicana.

• Sabin Fernández, Juan D. – Componentes y estructuras de los Liposomas (Tésis Doctoral) – Univ. de Santiago de Compostela – 2007.

• Romero, Eder Lilia – La Disrupción de la Nanotecnologia en el mundo Farmacéutico – informe especial (programa de Nanomedicina de la Univ. Nac. de Quilmes),

Por los Farm. S.Sgroi y D.P. Fernández

 

La piel constituye el órgano más grande del cuerpo humano, protegiéndolo del medio ambiente, contra fuerzas mecánicas, factores químicos, radiaciones, cambios de temperatura, microorganismos, etc. Tiene funciones vitales para el organismo como reserva de grasas, eliminación de desechos, equilibrio hidroelectrolitico, etc. etc. pero también tacto, temperatura, presión, dolor, expresiones, etc. que hacen necesario su restablecimiento cuando sufre daños.

Hasta hace poco tiempo, restaurar un órgano o mejorar las funciones de algunos tejidos y órganos lesionados, requería de la cirugía de trasplante a partir de órganos y/o tejidos de donantes.- Con el desarrollo de la Nanociencia, la ingeniería de tejidos ha logrado, mediante el cultivo de células in vitro, producir tejidos que reemplazan a los lesionados. Los logros obtenidos se refieren al cultivo de piel, córnea, cartílago, hueso, músculo, tejido nervioso y tejido glandular, entre otros.

La reconstrucción de tejidos se logra armonizando las funciones entre las células que se desarrollarán, los factores estimulantes de crecimiento moléculas de señalización, nutrientes, etc. y los andamios o soportes.

Las células provenientes del mismo individuo se trasplantan sobre un soporte, o sustrato o andamio para que puedan proliferar. Estas segregan sus propias matrices extracelulares y estimulan la formación de nuevos tejidos, siempre en un medio adecuado. Durante este proceso el sustrato se va degradando y puede llegar a desaparecer cuando el nuevo tejido esta conformado.

Son fundamentales los factores estimulantes de crecimiento (FCE) que se agregan para inducir, acelerar y mejorar la formación del tejido (las células que están en expansión, necesitan también de los nutrientes a semejanza de lo que ocurre en el cuerpo humano). (se describen más adelante).

En cuanto al andamio, soporte o armazones para el crecimiento y diferenciación celular del nuevo tejido, se puede utilizar la seda del gusano de seda  Bombyx mori, que contiene dos proteínas altamente biocompatibles y biodegradables; una fibrosa como la fibroína, que ofrece una gran versatilidad en todas sus presentaciones y propiedades importantes como resistencia mecánica, biocompatilidad, es biodegradable, porosa, maleable y con  reactividad química en su superficie que permite la adhesión de todo tipo de moléculas bioactivas. Estas propiedades la convierten en un andamio o sustrato casi ideal para el crecimiento y diferenciación de células humanas.

La seda del Bombyx mori también contiene sericina que es una proteína constituída por 18 aminoácidos, muchos de ellos hidrofílicos lo que le otorga solubilidad y absorción de agua; de sustancias albuminoideas, grasas, resina y colorantres que desempeña el papel de cementación, de protección y mantiene y promueve la retención de humedad en la epidermis por largas horas logrando que la textura mejore.La sericina Tiene también actividad antibacteriana, antioxidante y antimicótico que ayuda al inhibir el crecimiento de microorganismos en el nuevo tejido.

La seda de la tela de  araña también se puede utilizar como andamio o soporte para desarrollar tejidos humanos; son muchísimas las especies de arañas que fabrican sus telas, pero como  ejemplo de las más conocida, citamos a la araña africana (Euprosthenops australis), la europea de jardín (Araneus diadermatus) y otra muy conocida como la (Argiope trifasciata)  son las especies más estudiadas y de la cual se observa que la estructura tridimensional de la seda esta formada por moléculas de proteínas entrelazadas y aminoácidos.

La seda de la tela de araña es más fuerte que el acero y que el kevlar de la misma medida y tiene una elasticidad del 135 % de estiramiento antes de romperse; lo que indica que no existe hasta ahora, ningún otro material que cumpla con estas propiedades y es por ello que también se puede utilizar como andamios de tejidos; pero el inconveniente que se tiene, es la imposibilidad de criaderos de arañas, en razón de que las mismas son solitarias, agresivas, difíciles de criar y de riesgo en su manipulación.

Otra alternativa de soporte o andamio tridimensional donde se  desarrollan las células implantadas, puede estar constituido por mallas o geles de materiales biológicos como el colágeno o la fibrina o también esponjas de compuestos sintéticos como el ácido poliláctico o poliglicólico.

Respecto a los factores estimulante o factores de crecimiento de tejidos, (es decir, los que ayudan a las células implantadas en el andamio a que se desarrollen), son varios (mucho de los cuales son de difícil acceso al conocimiento o son parte de patentes); pero mencionaremos factores de crecimiento epidérmico, denomiados (FCE), que es un grupo de polipéptidos biológicamente activos y que constituyen una cadena de 53 residuos de aminoácidos, identificados en su secuencia, con un peso aproximado de 6.045 Daltons y que inducen la proliferación de cualquier cultivo de células de origen epidérmico. Los factores de crecimiento se encuentran incluidos dentro del grupo de las citocinas.

Otros ejemplos: Los factores de crecimiento de fibroblastos, contribuyen a la repitelización de los tejidos dañados durante la cicatrización (FGF-2 y KGF (FGF-7) y por dicha razón se utilizan como estimulantes del crecimiento de nuevos tejidos criados en andamios.

En humanos, estos factores de crecimiento se encuentran en las membranas de casi todas las células; pero principalmente se producen en el Duodeno y particularmente en las glándulas de Brunner y en las glándulas submaxilares.

Para que el tejido se desarrolle sobre el andamio, también se les aplican medios de cultivos; y citaremos uno de los más experimentados denominado DMENa (Dulbecco’s Modified Eagle’s Médium) cuyos componentes están constituidos por sales minerales, aminoácidos, vitaminas y otras sustancias.

Entre los minerales mencionamos algunos de ellos: cloruro de calcio y agua, cloruro de potasio, sulfato de magnesio, cloruro de sodio, fosfato ácido de sodio.

Entre los aminoácidos: glicina, L-arginina, L.-isteina, L.-glutamina, L-histidina, L-fenil-alanina, L-treonina, L-triptofano.

Entre las vitaminas: ácido fólico, niacinamida, inositol, piridoxina, riboflavina.

También utiliza el agregado de d-glucosa.

Hacemos una breve descripción respecto a la toma de muestra de tejido humano más utilizado para desarrollar tejido artificial y luego realizar el implante. Si bien las muestras se pueden obtener de distintas fuentes; las más utilizadas son: piel de espesor total (dermis y epidermis), mucosa oral (estroma y epitelio) y vejiga urinaria.  Se debe utilizar una técnica estéril para la obtención de la muestra aplicando antisépticos en la zona a extraer la muestra, utilizando anestesia local o total según el caso. La muestra obtenida se lava brevemente con suero fisiológico estéril y se coloca en un medio de transporte totalmente estéril a 4º C, donde se mantiene hasta su procesamiento que debe ser a la mayor brevedad; ese medio de transporte esta constituido, entre otros elementos, por: alta concentración de antibiótico como Penicilina G, Estreptomicina y antimicóticos como Anfotericina B, para evitar una eventual contaminación de la muestra.

Aplicada la muestra de tejido en el andamio o soporte donde se desarrollará, se agregan los medios de cultivos ya descriptos, los factores de crecimiento, etc.

 

CURIOSIDADES:

Expertos de la Universidad de Wyoming, intentan crear un hilo tan fuerte como la tela de Araña, con la misma abundancia de seda que fabricaron los gusanos. Respecto a su peso la tela de Araña es más fuerte que el acero, pero como es difícil su obtención, modificaron genéticamente al gusanos de seda con genes de arácnidos para obtener un hilo resistente y en mayor cantidad; logrando buenos resultados.–

En la Universidad Estatalde Utah, de EE.UU. los científicos transfirieron el gen responsable de la producción de la tela de Araña, a un segmento del ADN que copia las mismas secuencias de control de ADN en la Cabra¸ logrando que las Cabras produzcan seda de Araña en su leche., Con la leche se efectúa la separación y filtrado, por un lado los glóbulos de grasa y por otro lado las proteínas. Luego se concentra y se somete a una solución de sal y se obtiene una proteína relativamente pura de seda de Araña que se puede hilar (el procedimiento completo no se divulgó por cuestiones de patente). Información de la corresponsal de prensa Latina en Washington y Londres, aparecido en www.bolpress.com.-

El Dr. Steven Kaganove, junto con el Instituto Molecular de Michigan de EE.UU. están desarrollando sangre artificial  que pueda servir de sustituto de la sangre natural. La solución que semeja sangre, esta constituida por dendrímeros solubles y térmicamente estables en el torrente sanguíneo. Este sustituto lleva el oxígeno a los distintos órganos vitales del cuerpo, permitiendo a los médicos tener el tiempo suficiente para tratar al paciente. Aporta 50 veces más oxígeno que los glóbulos rojas normales de la sangre y podría colaborar en mantener la vida  4 horas más de los pacientes afectados.

 

NANOETICA:  El Mundo Nano o Nanociencia busca colocarse en la vanguardia del debate científico-social al descubrir y presentar avances y resultados asombrosos de calidad y los especialistas provenientes de las ciencias de la ingeniería, la mecánica, la física, la química, la medicina, la farmacia, las ciencias sociales y hasta los empresarios y políticos pasan a ser dominantes por la manipulación de la materia a escala nanométrica y se  transforman en poderosos por el dominio de una  plataforma que impacta en todos los aspectos de nuestras vidas.

Es así quela Nanoéticareviste una gran importancia porque debe explorar y poner normas a las implicancias sobre la seguridad, equidad, privacidad e identidad  en el desarrollo dela Nanociencia.-

Así por ejemplo podemos aseverar que la Seguridad es importante porque las nanomáquinas y nanomateriales pueden desencadenar una nueva carrera armamentista e introducir riesgos de consecuencia global.

Respecto a la Equidad  debemos advertir que esta nueva Nanotecnologia otorgará una inmensa ventaja  a quienes la poseen y puede constituir un factor de poderío y un desequilibrio social, económico y político.

El riesgo en la Privacidad  puede estar dado en que las nanomáquinas podrán realizar el rastreo y vigilancia del entorno que nos rodea, y también el de nuestro cuerpo y extraer sin consentimiento información genética y fisiológica.

En cuanto a la Identidad, consideramos que no solo alterará el mundo en el que vivimos, sino que se modificará la noción misma que tenemos de la naturaleza ahora y de la humanidad, permitiendo la reforma, corrección y ampliación de los límites que separan las especies. La evolución biológica en pocos años cambiará radicalmente.

Estamos frente a una posible NUEVA EDAD DE ORO DE LA HUMANIDAD con el desarrollo de esta maravilla que llamamos Nanociencia…..pero, cuidado que se necesita un Código de Etica que permita un desarrollo beneficioso para toda la sociedad; los farmacéuticos comprometidos con la salud debemos participar activamente en este tema.

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Mientras Ud. estuvo leyendo este Capítulo, hay unos cuantos miles de máquinas de tamaño nanométrico funcionando dentro de su cuerpo; reproduciendo y guardando información, transportando, almacenando y procesando alimentos, repartiendo oxígeno, construyendo tejidos, enviando señales, manejando la energía del organismo. Nuestra biología tiene una base molecular y dentro de las mismas, las más importantes para la vida se pueden considerar Nanomáquinas por construir células, sistemas biológicos, órganos y mantener todo el organismo funcionando.

LA NANOESCALAes la escala de la vida tal como la conocemos. EL CONTROL DE LA NANOESCALA NOSAYUDARÁA COMBATIR LAS ENFERMEDADES EN EL MISMO CAMPO EN QUE ELLAS SE DESARROLLAN.

 

Bibliografía

 

–Nanotecnología – Galo Soler Illia – Ed. Eudeba-2009

-Nanoética y neohumanidades – Antonio Lafuente (www.oei.es/noticias)

Retos Eticos de la Nanomedicina – Francesc F.Bozal – Revista Sideme- Nº 7 – enero-marzo 2011-Univ. de Valencia – España

-Piel y huesos humanos a partir de la ingeniería de tejidos – Fac. Medicina de la UNAM – Mexico -2012

-Curso de Introducción a la Biotecnología – Universidad para todos (Cuba)-Revista biotecnologica aplicada. Vl. 16 y 17.

-Ciencia y tecnología del siglo xxi – Iván B. el Vie – Noticias21.com-2012

-De la farmacia galénica a la nanomedicina-Dra. María J.Alonso Fernández-Academia de Farmacia de Galicia- 2010 Intelligent drug delivery systems: Polymeric micelles and hydrogels.-  Alvarez-LorenzoC., Concheiro A. – Mini Rev. Med. 2008.

-Centro de Cirugía Especial de Mexico, IAP –www.ccem.org.mx

-Fabricación de tejido humano en el laboratorio-una alternativa al trasplante de órganos-Mingorance,Miguel Alamitos (Fundación Hospital Clínica y Dpto. Histología de la Univ. de Granada.

-Los factores de crecimiento epidérmico humano y la revitalización cutánea – Dr. R.Alejandro Sánchez Almanza – México.

-Reconstrucción de tejidos y órganos utilizando ingeniería tisular – German F. Falke y Anthony Atala- Arch.argent.pediatr.2000-98(2): 103.

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-Revista Cubana de investigaciones biomédicas- enero-marzo 2010 – Aproximación al cultivo de condorcitos en la Univ. Nac. de Colombia. Reporte técnico- Nancy Stella Landinez Parra y otros.

-Evaluando las diferentes aplicaciones que se da a las dos proteína formadoras del capullo del gusano de seda Bómbix mori – Fernanda Paulina Tupiza Amores – www.repositorio.espe.edu.ec.

-Usos médicos de la seda. – Manuel Elices, José Pérez Rigueiro y otros-Rev. De Investigación y ciencia- España agosto 2011.

-La seda como biomaterial en medicina regenerativa – José Luis Cenis – Inst. Murciano de Invest. Y Desarrollo Agrario y Alimentos – España.