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20mar.

¿Puede la nanotecnología retardar el progreso de la artrosis?

Nanotecnologia

Aunque aún no se ha encontrado una cura para la artrosis, los expertos buscan todo el tiempo nuevas maneras de enfrentarla. La nanotecnología es una de ellas. 
Aplicar un enfoque nanotecnológico innovador puede ayudar a enviar agentes terapéuticos más profundamente en el cartílago afectado y mantenerlo activo durante más tiempo.
La artrosis es una patología que suele afectar las articulaciones que soportan carga, como la rodilla. Es cuando se produce un desgaste en el cartílago que se encuentra entre dos articulaciones. Se suele presentar en adultos mayores y el tratamiento pasa por controlar los síntomas y retardar el desgaste, con medicamentos y fisioterapia. El problema también pasa porque el paciente suele generar una adicción a los medicamentos opioides. 

Recientemente, investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en Cambridge exploraron formas de utilizar la nanotecnología para mejorar los fármacos experimentales para la osteoartritis. El estudio, publicado en la revista Translational Medicine, creen que "cualquiera de estas deficiencias tiene su origen en la administración inadecuada de medicamentos".
Esto es por dos razones principales. En primer lugar, las articulaciones carecen de suministro de sangre, lo que significa que los especialistas deben inyectar medicamentos directamente en las articulaciones. En segundo lugar, el drenaje linfático tiende a eliminar rápidamente los compuestos inyectados en las articulaciones.
Para superar este obstáculo, los científicos se enfocaron en diseñar una forma de administrar y mantener los medicamentos en la articulación durante más tiempo mientras también se sumergen más profundamente en el cartílago, llevando la medicación directamente a las células donde se necesita.
La medicación en la que se enfocaron fue el factor de crecimiento tipo insulina 1 (IGF-1), un compuesto que se ha mostrado prometedor en algunos ensayos clínicos. Este factor de crecimiento promueve el crecimiento y la supervivencia de los condrocitos, que son las células que forman un cartílago sano.

Esferas diminutas
Los investigadores diseñaron una molécula esférica a nanoescala como un portador para IGF-1. La molécula está compuesta de muchas ramas, llamadas dendrímeros, que emanan de un núcleo central.
Cada rama termina con una región cargada positivamente que es atraída por la carga negativa en la superficie de los condrocitos.
Las moléculas también incluyen un brazo de polímero oscilante que cubre y neutraliza intermitentemente las cargas positivas. Los investigadores fijaron moléculas de IGF-1 en la superficie de esta esfera e inyectaron el compuesto en las articulaciones de las ratas.
Una vez que estas partículas están en el cuerpo, se unen al cartílago y el drenaje linfático no puede eliminarlas. Desde allí, pueden comenzar a difundirse en el tejido.

Sin embargo, las esferas no se unen permanentemente, ya que esto las mantendría fijadas a la superficie del cartílago. El brazo de polímero flexible ocasionalmente cubre las cargas, lo que permite que la molécula se mueva y se sumerja más profundamente en el tejido.
“Encontramos un rango de carga óptimo para que el material pueda unir el tejido y desenredarlo para una mayor difusión, y no sea tan fuerte que solo se quede atascado en la superficie”.
A medida que el IGF-1 se introduce en los condrocitos, induce la liberación de proteoglicanos o la materia prima del cartílago. IGF-1 también estimula el crecimiento celular y reduce la tasa de muerte celular.

Extendiendo la ventana terapéutica
Los investigadores inyectaron esta molécula híbrida en las articulaciones de las ratas. Tenía una vida media de 4 días (el tiempo que tarda el fármaco en reducirse a la mitad de su volumen inicial), que es aproximadamente 10 veces más largo que cuando los científicos se inyectan solo IGF-1. Es importante destacar que su efecto terapéutico duró 30 días.
En comparación con las ratas que no recibieron el medicamento, las que sí vieron redujo el daño articular. Además, hubo una reducción significativa en la inflamación.
Por supuesto, el cartílago de rata es mucho más delgado que el de los humanos; El suyo tiene alrededor de 100 micrómetros de espesor, mientras que el de un humano está más cerca de 1 milímetro.
En un experimento separado, los científicos demostraron que estas moléculas podían penetrar hasta un espesor que sería relevante para un paciente humano.
Esta es solo la primera fase de la investigación que investiga el uso de estas moléculas para administrar medicamentos en el cartílago. El equipo planea continuar en la misma línea y estudiar otras sustancias químicas, incluidos los medicamentos que bloquean las citoquinas inflamatorias y los ácidos nucleicos, como el ADN y el ARN.
Aunque el nuevo método está en una etapa temprana, este enfoque podría eventualmente significar que los médicos podrían retrasar significativamente el curso de la osteoartritis con inyecciones quincenales o mensuales.

Referencia

Cartilage-penetrating nanocarriers improve delivery and efficacy of growth factor treatment of osteoarthritis. BY BRETT C. GEIGER, SHERYL WANG, ROBERT F. PADERA, JR., ALAN J. GRODZINSKY, PAULA T. HAMMOND
SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE28 NOV 2018 (http://stm.sciencemag.org/content/10/469/eaat8800)
 

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