Lo que hoy son nuestros conocimientos sobre Farmacotecnia, Farmacoquímica, Química Orgánica, Química Biológica, Farmacocinética, etc. consideramos que en pocos años más irán cambiando para adaptarse a los adelantos que nos proporciona la Nanofarmacia; que abre un capítulo nuevo por el aprovechamiento de las aplicaciones que nos brinda la Nanotecnologia en el amplio campo de ataque a las afecciones.

Contribución al Conocimiento de la NANOFARMACIA
Por los Farm. S.Sgroi y D.P. Fernández

Capítulo II.

Uno de los beneficios de la nanofarmacia, es la terapia con fármacos y en donde la posibilidad radica en suministrar los mismos utilizando los de bajo peso molecular, como también macromoléculas como péptidos, proteínas, etc. y genes de manera localizada o dirigida hacia un cierto tejido que lo necesita; pero el campo de acción es muchísimo más amplio y en los capítulos siguientes iremos describiendo varias de las innumerables aplicaciones de nuestra nueva disciplina – la Nanofarmacia.-

El genetista (1)Aubrey de Grey, asombrado por el desarrollo de esta nueva ciencias denominada “Nanociencia” o la ciencia del siglo XXI, se pregunta: Cuántos años más viviremos??? y su diagnóstico es que no estará muy lejos el “milenio” como si tuvieramos 20 años biológicos, Por ahora no hay respuestas, pero el debate esta planteado, dijo de Grey. Sin embargo, hay optimismo entre los científicos dedicados a este prodigioso desarrollo, y adelantan que promediando el año 2030 es posible que se haya aumentado la capacidad de vivir en unos 50 años más; ya, a esa época viajarán por el cuerpo humano robots que se encargarán de regenerar los tejidos célula a célula, salvo que el organismo haya sido desvastado totalmente.

Recientes investigaciones realizadas por el equipo de (2)Sujatha Kankan, están demostrando la utilidad de los (3)dendrímeros en el transporte de fármacos antiinflamatorios al cerebro tratando de evitar el accionar de células dianas como las (4) microglias y astrositos”.-Este sistema de transporte puede favorecer en forma inmediata el suministro directo de la droga al cerebro para evitar su deterioro.

Otro uso interesante de los dendrímeros es englobar y acopiar en sus extremos libres, sustancias anticancerígenos y transportarlas hasta el tumor. Sobre este tema, hay varias compañias farmacéuticas que tienen desarrollados trabajos de medicamentos contra el cáncer que exceden el millar.- (Alguno de los tantos ejemplos: Abraxane para el cáncer de mama fabricado con nanopartículas de paclitaxel.- Doxil para el cáncer de ovario.- Silcryst que utiliza Plata (Ag) nanocristalina como antimicrobiano, etc.)(Ver primera publicación en Boletín Digital – Nanociencia, la Ciencia del Siglo XXI.

En el campo de nuevos tratamientos contra el VIH, se adelanta que nanopartículas de las sustancias antiretrovirales de liberación lenta, suministradas en inyecciones semanales serían mucho más efectivas contra el virus que los actuales tratamientos por vía oral y evitar así trastornos intestinales, toxicidad y desarrollo de resistencia a la droga.- Los investigadores vinculados al estudio de esta enfermedad, además de ser optimistas sobre el mejoramiento de los tratamientos, ya pronostican que Estamos cerca del fin de la epidemia de SIDA; en razón de que la –Nanociencia- facilita el ataque al virus en la misma escala en que él vive y desarrolla su actividad nociva (la nanoescala).-

Dentro de los avances en tecnología tumoral, se destaca el desarrollo de un microchip que detecta, separa y extrae las células tumorales de muestras obtenidas del torrente sanguíneo. Este dispositivo cuya investigación y coordinación estuvo a cargo del Consejo Superior de Investigaciones Científica de Europa, aplica ultrasonido sobre un pequeño canal por donde discurre una muestra de sangre. La fuerza de la radiación que ejerce la onda ultrasónica provoca que las células tumorales, que se distinguen del resto por su tamaño y densidad, sean separadas y recolectadas para su estudio.

Nanoética

Con el desarrollo de la Nanociencia, el hombre en su afán por dominar por completo la materia y conquistar nueva región del universo que es la “nanoescala” puede llegar a pretender inmiscuirse en todos los aspectos de nuestra sociedad con la finalidad de dominio. Mas allá de la cuestión de la seguridad, se encuentra la cuestión del uso ético de la Nanotecnologia y específicamente nos tenemos que referir a la Nanofarmacia; es decir al uso específico de nuevas técnicas que están destinadas a la prevención, diagnóstico y tratamiento de enfermedades, pero también para mejorar la salud, ampliar el período de vida útil tanto de seres humanos como de otros seres vivientes.- Pero los agentes farmacéuticos, el desarrollo de nuevos sistemas de liberación de fármacos, el uso de chip para detección de enfermedades, implantes, reparación de tejidos, introducción en el organismo de nanopartículas, y nanocápsulas, ect. etc.; y además la consideración que entre el 2015 y 2018, el 50 % de las medicinas serán nanoestructuradas, pueden traer aparejados problemas de riesgo para la salud. Por ello que se requiere un Código de Etica para esta nueva ciencia que tienda a normar el desempeño de los investigadores en este campo en relación al conocimiento en la escala Nano del cuerpo humano, suministro de sustancias y técnicas, de la prevención de enfermedades, diagnóstico, cuidado y monitoreo y sobre todo las consecuencias de futuro; tratando de evitar los malos usos, abusos e infracciones de valores establecidos.

La investigación debe estar ordenada al bien común y tener un límite tanto por el respeto a la vida en todas sus formas y principalmente a la vida humana desde su concepción hasta la muerte; de no ser así es contrario al desarrollo de “esta nueva ciencia” y será la destrucción. No traer buena conciencia a la investigación científica puede derivar en manipulaciones crueles y resultados peligrosos que todo Código de Etica debe tender a evitar..

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REFERENCIAS

(1)- Autrey de Grey es un gerontólogo biomédico Inglés de la Universidad de Cambridge, autor del Libro “La teoría del envejecimiento de los radicales libres mitocondriales” que trabaja en el desarrollo de la senescencia; una estrategia de reparación de tejidos que rejuvenecería el cuerpo humano y permitiría una esperanza de vida mayor.

(2)Sujatha Kankan médica anestesióloga del Instituto Kenndy Krieger de Baltimore (del centro de nanomedicina Johns Hopkins) de EE.UU.

(3) Dendrímero (palabra Griega que significa arbol) sustancia con prolongaciones arborescentes y su estructura química que puede ser de naturaleza lipídica, polisacárida, peptídica, etc. tiene una molécula central de la cual sales varias ramas, que a su vez se van ramificando en forma compleja.- Son muchas las aplicaciones y usos de los “dendrímeros”, entre los que se nombran: disolventes químicos, agentes descontaminantes, , controladores de viscosidad, termoplásticos, poliamidas, etc. etc.- Pero lo interesante es que los dendrímeros se pueden utilizar en nanosistemas como nanoesferas, nanocápsulas o liposomas.- Dentro de sus moléculas se pueden acoplar sustancias farmacológicamente activas y enviarlas por el organismo al lugar requerido.

(4)Las Microglias son células pequeñas con núcleo alargado y prolongaciones irregulares y cortas que fagocitan sustancias extrañas y residuos o desechos que perjudican a las células nerviosas del cerebro. También defienden el sistema nervioso de virus, microorganismoas y tumoraciones.

Los Astrositos, que se encuentran en el organismo, pero cumplen un rol importane en el cerebro formando una red de sostén de las neuronas y son, entre otras funciones, el filtro entre la sangre y la neurona que controlan el paso de nutrientes como oxígeno, vitaminas, hormonas, etc., es lo que se denomina barrera hematoencefálica.-

Por los Farm. Salvador Sgroi y David P. Fernández

En la introducción publicada anteriormente en el Boletín Farmacéutico Digital habíamos comentado brevemente lo referido a la “Nanociencia”, pero aclaramos que ésta, incluye la combinación de los conocimientos adquiridos en la Física del Sólido, la Química de Materiales, la Ciencia de Materiales, la Biología Molecular, la Bioquímica, las Ingenierías; todas estas disciplinas forman la base de la Nanotecnologia.

Resumiendo, en forma conceptual, la Nanotecnologia está vinculada a las actividades científicas y tecnológicas que se desarrollan a escala atómica y molecular, a los principios científicos y a las nuevas propiedades químicas, físicas y biológicas que puedan ser comprendidas por el hombre.

Una de las tantas posibilidades en el uso de la Nanotecnología es la Nanomedicina y la Nanofarmacia. La primera tiene como objetivo el seguimiento, tratamiento y mejora de los sistemas biológicos haciendo uso de la Nanotecnología. Está dedicada al diagnóstico, tratamiento y prevención de enfermedades, siempre en la escala nanométrica. La segunda es la evolución de la Nanotecnología farmacéutica o Nanofarmacia.

En el desarrollo metodológico de la nanofarmacia, entre otros, se encuentra el avance en el conocimiento de sistemas de transporte y liberación de macromoléculas a través de barreras biológicas complejas como barrera sangre-cerebro, mucosas tales como oral, nasal, pulmonar, ocular y la piel. Lo que podría llamarse la nanofarmacotecnia destinada al suministro de medicinas al organismo.

Muchos de nosotros nos preguntamos ¿Cómo vemos los átomos para poder trabajar y diseñar técnicas farmacéuticas que sean convenientes? Durante el año l980 se inventó el primer microscopio de efecto túnel, capaz de ver átomos. Años después se inventó el primer microscopio de fuerza atómica que mejoró aún más la capacidad microscópica, así como los tipos de materiales que se podrían investigar hasta llegar a la escala de nanometros. También se mejoró la capacidad de microscopios electrónicos que hoy en día pueden mostrar imágenes captadas desde el ámbito nano. Es más, se puede observar la “danza de los átomos” en esa diminuta escala.

Vamos a mencionar a título informativo, una de las tantas tecnologías utilizadas en Nanofarmacia, como son el uso de nanopartículas de óxido de plata para curar heridas. Nanopartículas de fosfato de calcio para implantes de hueso. Nanopartículas de drogas anticancerígenas. Vendas y catéteres antimicrobianos. Nanopartículas de selenio que evitarían que los tumores vuelvan a recrudecer una vez tratados. Nonoestructuras que promueven la regeneración de huesos, cartílagos, vasos sanguíneos y tejido de la vesícula.

Trabajos realizados en la Argentina, permiten efectuar pruebas de la existencia de gripe en personas con nanopartículas de oro, y obtener en forma inmediata los resultados; la prueba aprovecha la capacidad de las nanopartículas de oro en dispersar la luz en forma radicalmente diferente, dependiendo de su geometría. El médico toma una muestra del líquido del paciente (una cantidad ínfima) y la mezcla con una disolución de nanopartículas de oro; si el virus está presente, la disolución dispersará la luz que se compara con un patrón mensurable. Esta prueba es súper rápida y barata, ya que al utilizar muy pequeñísimas cantidades, el valor de la prueba no alcanza a costar una centésima de centavos.

Es cuestión de tiempo, pero la administración controlada de fármacos a determinadas células u órganos, es posible utilizando el motor más pequeño del mundo; creado el Dr. Sykes y su equipo de la Univ. Tufts, en Massachussets, EE.UU. que inventaron un pequeñísimo motor; donde los rotores están basados en moléculas individuales y que se pueden impulsar por medio de corriente eléctrica. Es el caso de las moléculas de sulfuro de metilo-butilo que se colocan sobre una superficie de cobre limpia, donde se cargan de energía y en donde el átomo de azufre actúa como pivote, luego con la utilización de un microscopio electrónico de barrido, se forma una pequeña pirámide con un punto de apenas uno o dos átomos de diámetro, para canalizar la carga eléctrica hacia el motor. Las moléculas giran a una velocidad de 120 revoluciones por segundo, recorriendo el organismo por donde se le guíe y pueden depositar la carga de medicinas en las células afectadas.

Hay varios sistemas, que se pueden utilizar, nanofarmacotécnicamente para el suministro de medicinas al organismo; por ejemplo:

Los Liposomas que son vesículas en las que un volumen acuoso, que contienen compuestos activos, es rodeada por una membrana fosfolipídica cuya estructura, composición y proporciones son prácticamente iguales a las de la membrana celular. Los Liposomas se utilizan para la entrega de medicamentos. Como estas vesículas pueden ser más pequeñas que los poros vasculares de los tumores sólidos, se utilizan como transportadores de agentes quimioterápicos a los sitios blanco; en contraposición con los tejidos sanos en los que el tamaño de los poros vasculares impiden el paso de la sustancia unida a un transportador cuyo tamaño sea superior a 2- 4 nm. Generalmente se diseñan los liposomas con un diámetro inferior a 100 nm.

Los liposomas también se están utilizando para transportar antibióticos a determinados órganos o células; y también para acarrear una gran cantidad de agentes de contraste y radiofármacos.

También están como medio de transporte las Nanopartículas: que son sistemas gel y también coloidales, degradables o no, generalmente hechos de polímeros naturales, sintéticos o semisintéticos, que contienen una sustancias activas. Se utilizan en transportar medicamentos como Nonoesferas, con una estructura tipo matriz, donde la sustancia activa es absorbida en la superficie o disuelta en el interior de la partícula y también en Nanocápsulas que son sistemas vesiculares en donde la sustancia activa está dentro de un núcleo lipídico o acuoso y rodeada por una membrana polimérica. Las nanopartículas son transportadores superiores a los liposomas debido a su mayor estabilidad y a las propiedades relacionadas con el control en la liberación de los compuestos activos.

Se utilizan en la administración de antibióticos, antivirales, antiparasitarios, citostáticos, vitaminas, proteínas y péptidos, incluyendo hormonas y enzimas.

Las nanopartículas pueden atravesar la barrera hemato-encefálica y tienen un gran potencial en dermatología.

En cuanto a las Nanoemulsiones, podemos resumir mencionando que son dispersiones de aceite y agua en las cuales la fase dispersa está formada por gotas de la sustancia activa, pero en nanoescala de 2-200 nm., estabilizadas en la superficie con una cubierta de surfactante y cosurfactante. Se suelen utilizar en inyectables que contienen agentes antineoplásicos, cuya citotoxicidad disminuye por el incremento de su concentración en las células tumorales.

Bibliografía

Romero, Eder L. y Morilla, María J. – Informe Especial: La disrupción de la Nanotecnología en el mundo farmacéuticos.

Boletín informativo Euroresidentes – Avances recientes en Nanomedicina (10-2011)

Redcientífica – Boletín sobre Nanotecnología, secretos ocultos e inmortalidad

UniversiaScience – España – universia.es – La Nanotecnología en la Biotecnología.

Iatreia – Limits between molecular biology and nanotechnology: impact on medicine.

Alonso Fernández, María J. – De la Farmacia Galénica a la Nanomedicina- Santiago de Compostela – España- 2010.

González, José M., López M., Ruiz G.-Informe de vigilancia tecnológica- Fundación para el conocimiento madrid – CEIM. – España -2006.

Por el Farm. Salvador Sgroi

Este artículo tiene por objeto abrir un capítulo más dentro de las Disciplinas Farmacéuticas, reconociendo que la NANOCIENCIA es la ciencia del Siglo XXI, de la cual debemos participar activamente, en razón del cambio en los conocimientos adquiridos de las disciplinas que componen la ciencia farmacéutica; como así también el cambio en nuestras vidas, en la futura economía, en la forma de pensar el mundo.

La Nanociencia abarca la Nanotecnología, la Nanomedicina, la Nanofarmacia y una multiplicidad de materias que la designaremos con “etc.”

• La Nanotecnología esta referida a las actividades científicas y tecnológicas llevadas a cabo a escala atómica y molecular y a los principios científicos y a las nuevas propiedades que pueden ser comprendidas y controladas al intervenir a dicha escala.- “nano” viene del Griego y significa “enano”; pero en física el prefijo –nano- quiere decir una MIL MILLONESIMA parte (uno dividido en mil millones) es decir 0,000000001 o también DIEZ A LAS MENOS NUEVE.

(Algunos autores definen al nanómetro como un punto mágico en la escala dimensional). Podemos agregar que trabajar en la escala del nanómetro, es trabajar en la escala de longitud típica de los átomos y de las moléculas y de los fenómenos cuánticos de la materia.

La nanotecnología es transversal y es una nueva manera de trabajar sobre la materia; cuyo campo es tan amplio que se hace prácticamente imposible presentar e informarnos de las innovaciones ya realizadas y las que en el futuro se producirán y es por ello que se le denomina LA CIENCIA DEL SIGLO XXI.

La nanotecnología es furor en todo el mundo científico, donde se estudia (y en muchos casos se ha realizado) componentes electrónico en esta escala, tests para diagnósticos médicos, implantes, aleaciones nunca vistas, cosméticos, vidrios autolimpiantes, ropas antimanchas, fármacos especializados, bionanomateriales, etc. etc. etc.

• La nanomedicina tiene como objetivo el seguimiento, tratamiento y mejora de los sistemas biológicos haciendo uso de nanoestructuras; es decir, dedicada al diagnóstico, tratamiento y prevención de enfermedades, basados en la interacción entre el organismo humano y materiales o estructuras cuyas propiedades están determinadas por su escala nanométrica .

Toda enfermedad comienza a nivel molecular (a lo que se ha determinado en llamar “nivel NANO”; y es la escala en la que tienen lugar los procesos fisicoquímicos que determinan el plegado y las interacciones de biomoléculas complejas, la nanoescala es la escala de la vida tal cual la conocemos y es a través de la nanotecnología dedicada a la nanomedicina, que nos podemos meter y enfrentar para combatir las enfermedades en el campo molecular.

Quede claro que la mejor Medicina es la prevención, pero con el uso de la nanomedicina podemos prevenir los procesos de ataque al organismo en la misma escala y trabajando en el mismo campo de operaciones como lo hace la naturaleza.

Es por ello que esta nueva ciencia del siglo XXI, tiene una vital importancia para la humanidad y los Farmacéuticos debemos conocerla mejor, contribuyendo al desarrollo de la NANOFARMACIA, su divulgación y aplicación

A título informativo vamos a mencionar algunos de las características que se deben tener en cuenta para el diseño de un medicamento nanoestructurado; teniendo como principios detalles sobre:

• Cantidad de droga que es necesaria liberar

• A qué órgano debe ir dirigida la droga y a cuales órganos no deben afectar.

• Dentro del órgano donde debe llegar la droga, específicamente a qué células se debe dirigir.

• Metodología a utilizar para facilitar el ingreso de la droga al órgano direccionado.

• Tiempo de liberación del fármaco, tiempo de duración y toxicidad.

Como ilustrativo mencionaremos algunos de los medicamentos y técnicas que están basados en nanotecnología aplicada a la medicina:

ABRAXANE para el cáncer de mama fabricado con nanopartículas de paclitaxel.

DOXIL para el cáncer de ovario utilizando nanoestructura de liposoma-polímero.

SILCRYST que utiliza Plata (Ag) nanocristalina en ventas antimicrobianas.

NANOPARTICULAS DE ORO recubiertas por enzimas y capaces de reconocer y medir glucosa.

Liposomas que contienen Annamicina (derivado de la doxorubicina) en ensayos para tumores sólidos refractarios a quimioterapia convencional.

Atra IV, formulación de liposomas que contienen Tretinoina (medicamento huérfano) para el linfoma no Hodgkin de células T y leucemia aguda y crónica.

(Aclaramos que los desarrollos de productos medicinales utilizando nanoestructuras, exceden el millar y que día a día se incorporan nuevos estudios)

Es interesante mencionar que dentro de las terapias susceptibles de obtener un mayor beneficio utilizando nanotecnología, se encuentran:

• Terapia oncológica basadas en moléculas de bajo peso molecular, pero también proteínas, anticuerpos monoclonales, donde los nanotransportadores aportarán selectividad.

• Terapia cardiovascular dirigida a la localización de nanoestructuras en regiones de interés a nivel cardíaco y circulatorio.

• Terapias antiinflamatorias de especial interés en el tratamiento de mucosas y cavidades articulares.

• Terapias neurológicas, dirigidas principalmente a atravesar la barrera sangre-cerebro.

• Terapias locales: dérmicas, oculares, pulmonares, etc. en procesos inflamatorios, infecciones en general y vinculados con el sistema inmune.

• Desarrollo de nuevas vacunas de origen biotecnológico; también vacunas genéticas e incremento de vacunas terapéuticas.