Con nanopartículas, nuevas formulaciones farmacéuticas
_ En el Laboratorio de Sistemas Farmacéuticos de Liberación Modificada, de la Unidad de Investigación Multidisciplinaria de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Cuautitlán, académicos trabajan en nuevas formulaciones farmacéuticas que aprovechen las propiedades de los nanomateriales.
La responsable de éste, Elizabeth Piñón Segundo, coordina un proyecto de ciencia básica, que es financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y TecnologÃa, “orientado al diseño de nanopartÃculas de aplicación vaginalâ€.
En él se elaboran nanopartÃculas poliméricas de acetato ftalato de celulosa, un polÃmero con propiedades microbicidas, de manera que, por sà mismo, actúa contra algunos hongos, bacterias y virus. Aunado a esto, se adicionanagentes antimicrobianos o antimicóticos (miconazol, nitrato de miconazol y clotrimazol), empleados para el tratamiento de padecimientos vaginales, de alta incidencia entre la población.
Con polÃmeros bioadhesivos
Una vez elaboradas las nanopartÃculas, se busca aumentar sus propiedades bioadhesivas, con el propósito de mejorar su interacción con la mucosa vaginal. Para ello, el equipo de Piñón Segundo comenzará a trabajar a partir de este año en un proyecto PAPIIT.
La idea central es incluir en la superficie de las nanopartÃculas mencionadas moléculas que interactúen con la mucina y, como consecuencia, prolonguen su tiempo de residencia. Esto aumentará aún más la efectividad del medicamento.
Con la propuesta de Elizabeth Piñón, al prolongar el tiempo de contacto entre fármaco y tejido orgánico, las mujeres no deberán administrar de forma constante una formulación, como sucede con el tratamiento tradicional.
Tal adhesión, aclaró, es permitida por las interacciones entre las cadenas poliméricas, “los grupos funcionales de esos polÃmeros mucoadhesivos interaccionan con moléculas presentes en el moco vaginal, en especÃfico en las cadenas de mucinaâ€. Estas nanopartÃculas bioadhesivas se elaboran con el mismo método de emulsificación-difusión, “porque es una técnica que tenemos perfectamente estandarizada en el laboratorioâ€.
Por otro lado, además del acetato ftalato de celulosa, se buscará incluir otros polÃmeros biodegradables como el ácido láctico y ácido poliláctico-co-glicólico. Mediante la modificación de las propiedades bioadhesivas de estos materiales, “pueden ser dirigidas a cualquier mucosaâ€, como la bucal o nasal.
Esas formulaciones, además de permitir una liberación controlada, pueden mandarse de forma concreta al sitio de acción requerido, sin que haya pérdida del fármaco en otros procesos metabólicos, por ejemplo, “uno administrado por vÃa oral puede ser biotransformado en el hÃgado por el efecto del primer paso hepáticoâ€, por lo cual requiere dosis más grandes para ser efectivo.
Obtención
Para su obtención, explicó la investigadora, se parte del polÃmero preformado de manera granular, que es disuelto con un solvente orgánico parcialmente miscible con el agua; pasa por un mecanismo de emulsificación-difusión cuyo resultado es una suspensión de nanopartÃculas. El método fue patentado por David Quintanar Guerrero, también académico de la FES Cuautitlán, con quien colabora el equipo de Piñón Segundo.
La cientÃfica habló acerca de algunas ventajas de esta formulación. Por lo general, para las infecciones vaginales se usan óvulos, geles o tabletas, que son de difÃcil aplicación, incómodos y generan escurrimientos. A causa de esto, el tiempo de contacto del fármaco con el tejido mucosal es corto (por los procesos de autolimpieza vaginal). En consecuencia, “la cantidad de fármaco que logra un efecto terapéutico es bajaâ€.
En cambio, al tener un tamaño de partÃcula submicrónico, ésta puede interactuar con la mucosidad que recubre el epitelio, de manera que los nanosistemas “sean retenidos por mayor tiempo y el principio activo que contienen sea liberado de forma controladaâ€. Esto promueve una mayor efectividad del fármaco.
Modulan la aplicación
Otro proyecto PAPIIT a cargo de dicho grupo, consiste en el desarrollo y caracterización de hidrogeles, que pueden tener una aplicación vaginal, oftálmica u oral.
Esta lÃnea de investigación cuentacon tres años de trabajo y se realiza en conjunto con José Manuel Cornejo Bravo, de la Universidad Autónoma de Baja California (UABC) y su equipo de investigación. Como resultado, “hemos desarrollado diferentes hidrogeles que pueden contener principios activos y modulan la velocidad en la que éstos son liberadosâ€, dijo la universitaria.
Los especialistas de la UABC se han encargado de hacer la sÃntesis de los hidrogeles, mientras que en el laboratorio de la FES Cuautitlán se buscan y realizan las aplicaciones farmacéuticas. A futuro, se proyecta incluirles nanopartÃculas.
Una de las principales ventajas de este tipo, consiste en que, al absorber fluidos biológicos, aumentan y relajan las cadenas de polÃmero, por lo que el fármaco contenido puede ser liberado controladamente. “Al modificar la composición de los polÃmeros que preparamos, es factible controlar la velocidad de liberaciónâ€.
Los hidrogeles se obtienen mediante una reacción quÃmica; se ajusta la temperatura y las condiciones de polimerización, se mezclan monómeros con iniciadores de reacción y agentes entrecruzantes; el proceso se realiza sobre placas de vidrio silanizadas, consiguiéndose pelÃculas de gel, que pueden ser cortadas en la forma que convenga.
Finalmente, Piñón Segundo destacó la participación de alumnos de licenciatura, maestrÃa y doctorado en estos proyectos, asà como la colaboración de otros profesores de la FES Cuautitlán, como Adriana Ganem Rondero y MarÃa Guadalupe Nava Arzaluz.
La responsable de éste, Elizabeth Piñón Segundo, coordina un proyecto de ciencia básica, que es financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y TecnologÃa, “orientado al diseño de nanopartÃculas de aplicación vaginalâ€.
En él se elaboran nanopartÃculas poliméricas de acetato ftalato de celulosa, un polÃmero con propiedades microbicidas, de manera que, por sà mismo, actúa contra algunos hongos, bacterias y virus. Aunado a esto, se adicionanagentes antimicrobianos o antimicóticos (miconazol, nitrato de miconazol y clotrimazol), empleados para el tratamiento de padecimientos vaginales, de alta incidencia entre la población.
Con polÃmeros bioadhesivos
Una vez elaboradas las nanopartÃculas, se busca aumentar sus propiedades bioadhesivas, con el propósito de mejorar su interacción con la mucosa vaginal. Para ello, el equipo de Piñón Segundo comenzará a trabajar a partir de este año en un proyecto PAPIIT.
La idea central es incluir en la superficie de las nanopartÃculas mencionadas moléculas que interactúen con la mucina y, como consecuencia, prolonguen su tiempo de residencia. Esto aumentará aún más la efectividad del medicamento.
Con la propuesta de Elizabeth Piñón, al prolongar el tiempo de contacto entre fármaco y tejido orgánico, las mujeres no deberán administrar de forma constante una formulación, como sucede con el tratamiento tradicional.
Tal adhesión, aclaró, es permitida por las interacciones entre las cadenas poliméricas, “los grupos funcionales de esos polÃmeros mucoadhesivos interaccionan con moléculas presentes en el moco vaginal, en especÃfico en las cadenas de mucinaâ€. Estas nanopartÃculas bioadhesivas se elaboran con el mismo método de emulsificación-difusión, “porque es una técnica que tenemos perfectamente estandarizada en el laboratorioâ€.
Por otro lado, además del acetato ftalato de celulosa, se buscará incluir otros polÃmeros biodegradables como el ácido láctico y ácido poliláctico-co-glicólico. Mediante la modificación de las propiedades bioadhesivas de estos materiales, “pueden ser dirigidas a cualquier mucosaâ€, como la bucal o nasal.
Esas formulaciones, además de permitir una liberación controlada, pueden mandarse de forma concreta al sitio de acción requerido, sin que haya pérdida del fármaco en otros procesos metabólicos, por ejemplo, “uno administrado por vÃa oral puede ser biotransformado en el hÃgado por el efecto del primer paso hepáticoâ€, por lo cual requiere dosis más grandes para ser efectivo.
Obtención
Para su obtención, explicó la investigadora, se parte del polÃmero preformado de manera granular, que es disuelto con un solvente orgánico parcialmente miscible con el agua; pasa por un mecanismo de emulsificación-difusión cuyo resultado es una suspensión de nanopartÃculas. El método fue patentado por David Quintanar Guerrero, también académico de la FES Cuautitlán, con quien colabora el equipo de Piñón Segundo.
La cientÃfica habló acerca de algunas ventajas de esta formulación. Por lo general, para las infecciones vaginales se usan óvulos, geles o tabletas, que son de difÃcil aplicación, incómodos y generan escurrimientos. A causa de esto, el tiempo de contacto del fármaco con el tejido mucosal es corto (por los procesos de autolimpieza vaginal). En consecuencia, “la cantidad de fármaco que logra un efecto terapéutico es bajaâ€.
En cambio, al tener un tamaño de partÃcula submicrónico, ésta puede interactuar con la mucosidad que recubre el epitelio, de manera que los nanosistemas “sean retenidos por mayor tiempo y el principio activo que contienen sea liberado de forma controladaâ€. Esto promueve una mayor efectividad del fármaco.
Modulan la aplicación
Otro proyecto PAPIIT a cargo de dicho grupo, consiste en el desarrollo y caracterización de hidrogeles, que pueden tener una aplicación vaginal, oftálmica u oral.
Esta lÃnea de investigación cuentacon tres años de trabajo y se realiza en conjunto con José Manuel Cornejo Bravo, de la Universidad Autónoma de Baja California (UABC) y su equipo de investigación. Como resultado, “hemos desarrollado diferentes hidrogeles que pueden contener principios activos y modulan la velocidad en la que éstos son liberadosâ€, dijo la universitaria.
Los especialistas de la UABC se han encargado de hacer la sÃntesis de los hidrogeles, mientras que en el laboratorio de la FES Cuautitlán se buscan y realizan las aplicaciones farmacéuticas. A futuro, se proyecta incluirles nanopartÃculas.
Una de las principales ventajas de este tipo, consiste en que, al absorber fluidos biológicos, aumentan y relajan las cadenas de polÃmero, por lo que el fármaco contenido puede ser liberado controladamente. “Al modificar la composición de los polÃmeros que preparamos, es factible controlar la velocidad de liberaciónâ€.
Los hidrogeles se obtienen mediante una reacción quÃmica; se ajusta la temperatura y las condiciones de polimerización, se mezclan monómeros con iniciadores de reacción y agentes entrecruzantes; el proceso se realiza sobre placas de vidrio silanizadas, consiguiéndose pelÃculas de gel, que pueden ser cortadas en la forma que convenga.
Finalmente, Piñón Segundo destacó la participación de alumnos de licenciatura, maestrÃa y doctorado en estos proyectos, asà como la colaboración de otros profesores de la FES Cuautitlán, como Adriana Ganem Rondero y MarÃa Guadalupe Nava Arzaluz.
