Nanomedicina

A nanomedicina é a aplicación dos principios e técnicas da nanotecnoloxía ao ámbito da medicina, e abrangue o deseño, caracterización, produción e uso intencional de materiais, estruturas, dispositivos e sistemas controlando o seu tamaño e forma na escala nanométrica (1 a 100 nm).^[1]

Nanopartículas de ouro

Micela

NanoShell

Punto cuántico (Quantum Dot)

Dendrímero

Liposomas

Trátase dunha disciplina en constante desenvolvemento, orientada ao diagnóstico, prevención e tratamento de enfermidades.

Os nanomateriais teñen semellanzas con compoñentes bioloxicamente activos, proteínas, bacterias, células e moléculas defectuosas, xa que están todos contidos na escala nanométrica.

Así, hai varios usos médicos para esta tecnoloxía, xa que poden realizarse en diferentes tamaños e formas dentro da escala, con diferentes composicións químicas e propiedades de superficie. Actualmente úsase para vehículos de administración de medicamentos, axentes de contraste, dispositivos de diagnóstico, moitos dos cales están en estudo ou xa foron aprobados para o seu uso en humanos por varias institucións internacionais, como a FDA (Food and Drug Administration) e a EMA (Axencia Europea do Medicamento), que aprovaron varias terapias baseadas en nanotecnoloxía para tratar varios tipos de cancro​. Ademais, en Asia, países como Corea do Sur teñen aprobado produtos como Genexol-PM, unha micela polimérica de paclitaxel para tratar o cancro de mama, de pulmón e de ovario.^[2][3]

Hoxe en día, é habitual que moitos destes nanomateriais actúen como vehículos de liberación de fármacos nos tumores, proporcionando un tratamento localizado e específico, reducindo os danos que poderían provocar outros tratamentos máis agresivos e menos específicos.

Os nanomateriais comúns que están en proba ou xa foron aprobados pola FDA son: óxido de ferro (SPIONS), nanopartículas de ouro, nanoshells, liposomas, polímeros, dendrímeros e micelas.^[1]

Existen institucións como o Foresight Institute, fundado en 1986, que promove o desenvolvemento da nanotecnoloxía e outras tecnoloxías emerxentes, sendo un destes focos de investigación a biotecnoloxía, co obxectivo de construír este coñecemento de forma segura e buscar formas de prolongar a esperanza de vida.

Nanopartículas de ouro

Aurimmune, que consiste en nanopartículas de ouro de 27 nm recubertas con TNF-α e polietilenglicol, úsase in vivo para o tratamento de pacientes con cancro avanzado ou metastásico. Os estudos demostran que o TNF-α reduciu a toxicidade xunto coas nanopartículas de ouro, a dosificación de citocinas como o TNF-α está limitada pola resposta inflamatoria, que é diferente co uso de Aurimmune, xa que con este os pacientes son capaces de tolerar até 20 veces máis que a dosificación habitual.^[4][5]

As nanopartículas de ouro tamén se poden usar para diagnósticos in vitro, como un detector de xenoma de alto rendemento, por exemplo, que ten eficiencias similares ás dos ensaios baseados en PCR.^[6]

Micelas

Genexol-PM (Samyang) consta de micelas de 20 a 50 nm formadas por polietilenglicol e polímeros de poli-d,l-lactida. O centro destas micelas contén paclitaxel, que é un inhibidor mitótico quimioterapéutico. Nos estudos, os pacientes tratados con estas nanopartículas puideron tolerar doses máis altas do medicamento.^[7]

Dendrímero

As nanopartículas tamén se poden utilizar para evitar a propagación de doenzas, como é o caso dos dendrímeros que parecen ramas de árbores. En probas con animais xa se comprobou que son capaces de previr a transmisión do VIH.^[8]

Nanoshells

Os nanoshells de ouro que conteñen un núcleo de sílice revestido de ouro úsanse para tratar tumores de cabeza e pescozo. Cando se inxectan no tumor e se iluminan con ondas no rango de frecuencias de 700 a 800 nm, os electróns excitados xeran quecemento localizado, xerando a morte celular.^[9]

Axentes de contraste

As nanopartículas tamén poden ser sensibles para crear imaxes de tumores de cancro, en imaxes de resonancia magnética de nanopartículas. Xa existen estudos sobre o uso de nanopartículas de óxido de ferro (SPIONS) para detectar a posíbel presenza de metástases ganglionares en pacientes con cancro de próstata.^[10]

Nanotecnoloxía farmacéutica

A nanotecnoloxía farmacéutica é un ámbito que busca desenvolver, caracterizar e aplicar sistemas terapéuticos a escala nanométrica. A aplicación da nanotecnoloxía axuda a reducir os custos de desenvolvemento de determinados fármacos ademais de traballar na farmacocinética dalgúns medicamentos. O buque insignia deste eido son os fármacos de liberación controlada.

Medicamentos de liberación controlada

Os fármacos de liberación controlada obtéñense a partir de moléculas manométricas capaces de actuar como gaiolas, almacenando no seu interior un fármaco ou o principio activo dun medicamento. Teñen características moi vantaxosas na distribución dos fármacos no corpo, como:

- maior precisión nas doses distribuídas do medicamento, reducindo así a frecuencia de administración de subdoses^[11] ou doses tóxicas.

- aumenta a concentración do fármaco na zona a tratar, diminuíndo a concentración plasmática deste fármaco despois da inxestión oral.;

- dirixir o principio activo a obxectivos específicos, sen unha inmobilización significativa das especies bioactivas;

- Pode facilitar a distribución de fármacos no organismo debido á facilidade de interacción con diversos sistemas.

- Utiliza menos principio activo e é máis preciso. Isto reduce o prezo do medicamento, así como o número de doses e os efectos secundarios.

Estruturas

Ademais do anterior, as nanopartículas son o suficientemente pequenas como para seren administradas por vías alternativas como pulmonar, nasal, cutánea e oral. As principais estruturas aplicadas no sector farmacéutico son as nanoesferas, nanocápsulas, nanoemulsións e liposomas. 

Nas nanosferas, o fármaco e a matriz polimérica distribúense de forma homoxénea na estrutura do sistema. Isto crea un sistema monolítico onde non é posíbel diferenciar un núcleo.

As nanocápsulas forman un tipo de reservorio onde se pode, neste caso, identificar un núcleo en xeral rodeado por unha película que o separa do medio externo.

No caso das nanoemulsións, son compostos que miden de 10 a 100 nm e son un sistema micelar resultado da combinación dun tensioactivo, que é un axente emulsionante, aceite e auga. Finalmente, os liposomas son lamelas de fosfolípidos, que poden ter a súa superficie modificada segundo as propiedades de interese na distribución do fármaco.

Características

Non todos os medicamentos teñen as características necesarias para ser aplicados como fármacos de liberación controlada. Para ser adecuado para esta aplicación, o medicamento debe reunir as seguintes características:

· Taxas de absorción e excreción intermedias, nin demasiado rápidas nin demasiado lentas. A vida media varía entre dúas e oito horas.

· Presenta un bo rendemento ao ser absorbido no tracto gastrointestinal, tendo boa solubilidade, resistencia e permeabilidade no medio acuoso.

· Incapacidade para xerar metabolitos activos

· Presentar un alto índice terapéutico (TI)

· Para ser administrado, cando sexa posible, no tratamento de enfermidades crónicas, non agudas. Isto elimina a necesidade de axustar as doses diarias.