Desarrollan nanopartículas e hidrogeles para controlar la liberación de fármacos

Elizabeth Piñón Segundo se ha especializado en nuevas formulaciones farmacéuticas. (Foto: UNAM)

En el laboratorio de Sistemas Farmacéuticos de Liberación Modificada, de la Unidad de Investigación Multidisciplinaria (UIM) de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Cuautitlán de la UNAM, en México, unos académicos trabajan en nuevas formulaciones farmacéuticas que aprovechen las propiedades de los nanomateriales.

Como responsable del laboratorio, Elizabeth Piñón Segundo coordina un proyecto de ciencia básica, financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), “orientado al diseño de nanopartículas de aplicación vaginal”, señaló la investigadora.

En él se elaboran nanopartículas poliméricas de acetato ftalato de celulosa, un polímero con propiedades microbicidas que, por sí mismo, actúa contra algunos hongos, bacterias y virus. Aunado a esto, se adicionan agentes antimicrobianos o antimicóticos (miconazol, nitrato de miconazol y clotrimazol), empleados para el tratamiento de padecimientos vaginales, de alta incidencia entre la población.

Para su obtención, explicó, se parte del polímero 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 nanopartículas. El método fue patentado por David Quintanar Guerrero, también académico de Cuautitlán, con quien colabora el equipo de Piñón Segundo.

La académica mencionó algunas ventajas de esta formulación. Por lo general, para las infecciones vaginales se usan óvulos, geles o tabletas, que son de difícil aplicación, incómodos y generan escurrimientos. Debido a ello, el tiempo de contacto del fármaco con el tejido mucosal es corto (además, por los procesos de autolimpieza vaginal). En consecuencia, “la cantidad de fármaco que logra tener un efecto terapéutico es baja”.

En cambio, al tener un tamaño de partícula submicrónico, ésta puede interactuar con la mucosidad que recubre el epitelio, de modo que los nanosistemas “sean retenidos por mayor tiempo y el principio activo que contienen sea liberado de forma controlada”. Esto promueve una mayor efectividad.

Una vez elaboradas las nanopartículas, se busca aumentar sus propiedades bioadhesivas, con el fin de mejorar su interacción con la mucosa vaginal. Con este fin, 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 nanopartículas 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 manera constante una formulación (muchas pacientes desisten del tratamiento tradicional en cuanto ven mejoría, pero se debe dosificar hasta el final del tratamiento).

Tal adhesión, aclaró, es permitida por las interacciones entre las cadenas poliméricas. “Los grupos funcionales de esos polímeros mucoadhesivos interaccionan con moléculas presentes en el moco vaginal, en específico en las cadenas de mucina”. Estas nanopartículas bioadhesivas se elaboran con el mismo método de emulsificación-difusión, “porque es una técnica que tenemos perfectamente estandarizada en el laboratorio”.

Por otro lado, además del acetato ftalato de celulosa, se buscará incluir otros polímeros 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 mucosa”, como la bucal o nasal.

Tales formulaciones, además de permitir una liberación controlada, se pueden dirigir de forma concreta al sitio de acción requerido, sin que haya pérdida del fármaco en otros procesos metabólicos; por ejemplo, “uno administrado por vía oral puede ser biotransformado en el hígado por el efecto del primer paso hepático”, por lo cual requiere dosis más grandes para ser efectivo.

Otro proyecto PAPIIT a cargo de este grupo de trabajo, consiste en el desarrollo y caracterización de hidrogeles, que pueden tener una aplicación vaginal, oftálmica u oral.

Esta línea de investigación cuenta con tres años de trabajo y se realiza en conjunto con José Manuel Cornejo Bravo, de la Universidad Autónoma de Baja California (UABC) y su grupo de investigación. Como resultado, “hemos desarrollado diferentes hidrogeles que pueden contener principios activos y modulan la velocidad en la que éstos son liberados”, indicó la especialista.

El equipo de la UABC se ha encargado de hacer la síntesis de los hidrogeles, mientras que el laboratorio de la FES Cuautitlán busca y realiza las aplicaciones farmacéuticas. A futuro, se proyecta incluirles nanopartículas.

Una de las principales ventajas consiste en que, al absorber fluidos biológicos, aumentan y relajan las cadenas de polímero, por lo que el fármaco contenido puede ser liberado de manera controlada: “al modificar la composición de los polímeros que preparamos, es factible controlar la velocidad de liberación”.

Los hidrogeles se obtienen a través de una reacción química; 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, con lo que se obtienen películas de gel, mismas que pueden ser cortadas en la forma que convenga. (Fuente: UNAM/DICYT)