Vols estar al dia? Subscriu-te al nostre newsletter. 1 E-mail cada 2 Mesos! |
 |
Nanopartícules visibles a la pell humana – Representació 3D / Adobe Stock
Cerdanyola del Vallès, 1 de desembre de 2022. L'administració de fàrmacs per via cutània permet subministrar agents terapèutics i cosmètics a través de la pell. Aquesta ruta d'administració porta amb si diversos avantatges com, per exemple: una alta conformitat del pacient, evitar que el fàrmac arribi a concentracions molt elevades una vegada aconsegueix la circulació sistèmica i molts menys efectes secundaris en comparació amb altres vies d'administració.
Així i tot, la pell té una estructura peculiar que assegura la nostra protecció i obstaculitza que els fàrmacs entrin a l'organisme. Per a vèncer aquest problema, una possible solució és utilitzar els denominats potenciadors de la permeabilitat, com són les nanopartícules. Es tracta de molècules farmacològicament inactives que poden incrementar la permeabilitat de la pell interactuant amb la capa còrnia, la primera capa de l'epidermis, que és la capa més externa de la pell. No obstant això, els mecanismes que donen lloc a la interacció de les nanopartícules amb la pell continuen sent desconeguts.
Una recerca liderada per la Universitat de Porto (Portugal) en col·laboració amb el Sincrotró ALBA ha estudiat per primera vegada la interacció de nanopartícules polimèriques amb la pell fent servir llum de sincrotró.
Les nanopartícules que es van emprar estan fetes de fucoidan i quitosan. Es tracta de polímers marins biocompatibles i biodegradables, que a més són abundants en la naturalesa i tenen un baix cost. El fucoidan s'obté a partir de les algues brunes i el quitosan és un derivat de les "peles" de les gambes i altres crustacis.
Els descobriments que es descriuen en aquest treball han contribuït a revelar el paper dels diferents components de la pell i del possible mecanisme de millora de la permeabilitat que confereixen les nanopartícules estudiades. L'ús d'un sistema d'administració basat en nanopartícules reduirà la dosi necessària a causa d'una administració més controlada del fàrmac i permetrà una millora de les estratègies terapèutiques per via cutània.
La Microscòpia Infraroja per Transformada de Fourier basada en Sincrotró disponible en la línia de llum MIRAS d'ALBA és una tècnica no invasiva molt potent per a la caracterització de la pell a escala molecular. Permet l'anàlisi de la composició i els canvis conformacionals en molècules com proteïnes, lípids, carbohidrats i àcids nucleics.
Llum de sincrotró per comparar l'acció de diferents polímers
En aquest treball, l'equip de recerca va comparar el mecanisme de millora de la permeabilitat de nanopartícules produïdes amb quitosan de baix pes molecular i de pes molecular mitjà, ja que se sap que el pes molecular influeix en les propietats físiques d'aquest polímer. El pes molecular d'un polímer indica la longitud mitjana de les subunitats – cadenes – repetitives que el formen.
Els resultats van mostrar que les nanopartícules amb quitosan de baix pes molecular són més apropiades per a tractaments cutanis locals, ja que són més estables en el pH de la pell, que és més baix que el pH fisiològic. D'altra banda, les nanopartícules amb quitosan de pes molecular mitjà romanen estables tant en el pH cutani com en el fisiològic, de manera que són aptes per a tractaments locals i sistèmics.
A més, l'equip va dur a terme un assaig in vitro de permeabilitat cutània per a poder avaluar completament el paper de les nanopartícules com a potenciadores de la permeabilitat. Per a simular l'encapsulació d'un fàrmac, les científiques "van emplenar" les nanopartícules amb calceïna. Es tracta d'una molècula hidrofílica, cosa que significa que l'"atreu" l'aigua i "repel·leix" els lípids. Així, l'encapsulació a l'interior de les nanopartícules polimèriques hauria d'ajudar-la a viatjar més fàcilment a través dels lípids que formen la pell. Els resultats van demostrar que tant les nanopartícules amb quitosan de baix pes molecular com de pes molecular mitjà van millorar la difusió de la calceïna a través de la pell. Això demostra les propietats potenciadores de la permeabilitat d'aquestes nanopartícules.
Els experiments de sincrotró duts a terme van mostrar que les nanopartícules amb quitosan de baix pes molecular van provocar la desorganització dels lípids de la pell, mentre que les nanopartícules amb quitosan de pes molecular mitjà interaccionen amb l'estructura de les proteïnes de la pell. Per tant, es demostra que la interacció de les nanopartícules amb la pell és diferent en funció del pes molecular del quitosan, però el resultat quant a permeabilitat és similar. En resum, les dades suggereixen que tots dos tipus de nanopartícules actuen com a potenciadors en la permeabilitat de la calceïna en la pell.
Figura. Resum gràfic. El gràfic esquerre presenta els espectres infrarojos de la pell dins de la regió espectral de la proteïna i les contribucions de les bandes amida I i amida II per a la capa còrnia. El gràfic dret mostra l'avaluació de la regió d'estirament del lípid CH2 de la pell per a la capa còrnia. Mostres tractades amb aigua - control (blau), nanopartícules F/CM (vermell) i nanopartícules F/CL (verda).
Referència: Sofia A. Costa Lima, Ana Isabel Barbosa, Cláudia Nunes, Ibraheem Yousef, Salette Reis. Synchrotron-based infrared microspectroscopy of polymeric nanoparticles and skin: Unveiling molecular interactions to enhance permeation. Chemistry and Physics of Lipids (2022). DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemphyslip.2022.105254
Amb la col·laboració de la Fundació Espanyola per a la Ciència i la Tecnologia. El Sincrotró ALBA forma part de la xarxa d'Unitats de Cultura Científica i de la Innovació (UCC+i) de la Fundació Espanyola per a la Ciència i la Tecnologia (FECYT) i ha rebut suport a través del projecte FCT-21-17088.
