Hi ha un interès creixent en l'ús de la nanotecnologia i els ingestibles en medicina. Els sensors inespecables no invasius que mesuren els signes vitals, així com els dispositius ingeribles que fan que els procediments siguin més còmodes, ara passen a ser els principals. Una altra àrea important del progrés en nanotecnologia és el desenvolupament de nanopartícules que poden portar medicaments i dirigir determinades cèl·lules o teixits.
Aquests nano "drones" biodegradables tenen un gran potencial en diferents àrees de la medicina. Ja s'han introduït en oncologia i s'utilitzen per debilitar les defenses de les cèl·lules tumorals en models de ratolins. L'any 2015, els experts en malalties del cor també van utilitzar la nanotecnologia per lliurar fàrmacs i reparar les artèries , preparant el camí per tractar l'arteriosclerosi d'una manera nova, possiblement prevenint atacs cardíacs i accidents cerebrovasculars.
Ús de la nanotecnologia per resoldre la inflamació
Un estudi en models animals, publicat a Science Translational Medicine , va informar que els drones nanomètrics poden ser eficaços en la reestructuració de la placa ateroscleròtica, fent que la placa sigui més estable i menys probable que es trenqui i es converteixi en un coàgul sanguini potencialment mortal. Investigadors de la Facultat de Medicina d'Harvard, l'Hospital Brigham i de la Dona i la Universitat de Columbia van dissenyar nanomedicines que es van dissenyar per transportar substàncies antiinflamatòries directament al lloc objectiu.
La inflamació no resolta és un factor important en la progressió de lesions ateroscleróticas.
Quan es van utilitzar drones nano que contenien substàncies terapèutiques fetes de la proteïna antiinflamatòria pròpia annexin A1, es va aconseguir una millora significativa en ratolins amb aterosclerosi avançada. No només es va reduir la inflamació, les artèries dels ratolins també es van reparar, un component del tractament únic per a aquesta nova forma de teràpia.
La reparació d'artèries coronàries danyades pot ser molt important per a la prevenció dels atacs cardíacs i també pot frenar el nombre de morts derivades de l'aterosclerosi, que actualment és una de les principals causes de malaltia i mort als Estats Units. S'ha especulat que el procés innovador aviat s'haurà d'ajustar i provar en humans, oferint una manera emocionant de tractar la inflamació amb un lliurament específicament segmentat de pèptids.
Investigadors de l'Escola d'Enginyeria Biomèdica de Weldon, la Universitat de Purdue, van descriure un altre mètode avançat en el tractament de la inflamació mitjançant la nanotecnologia. Van desenvolupar un sistema de nanopartícules vinculants a col · lagen que es pot utilitzar per tractar malalties de l'artèria perifèrica. Aquest nou mètode utilitza nanopartícules que s'uneixen al col·lagen i alliberen pèptids antiinflamatoris. Aquestes nanopartícules també poden reduir la inflamació, així com promoure la regeneració del teixit lesionat.
Reparació de ferides epitelials amb nanopartícules
La reparació de ferides és una altra àrea terapèutica on les nanopartícules poden aplicar-se amb èxit per facilitar el procés de cicatrització sovint difícil. Giovanna Leoni i els seus col·legues de la Universitat d'Emory van utilitzar el subministrament sistèmic de nanopartícules que contenien anexina de proteïna natural A1 a la mucosa intestinal lesionada.
La lesió crònica de la mucosa és una característica de moltes malalties inflamatòries dels intestins, incloent la colitis ulcerosa i la malaltia de Crohn, condicions que afecten a un estimat de 1,6 milions d'americans. Un estudi recent sobre ratolins demostra que el subministrament específic de substàncies antiinflamatòries millora el procés de cicatrització del teixit ferit i promou la reparació de la fermentació epitelial. En el seu article, publicat al Journal of Clinical Investigation , els autors suggereixen que el lliurament local de pèptids encapsulats dins de les nanopartícules podria ser una nova estratègia terapèutica per a les persones que pateixen una malaltia inflamatòria intestinal (IBD).
També hi ha hagut algun interès en el desenvolupament de nanopartícules naturals que poden ajudar a tractar malalties com IBD. Una nanopartícula derivada de gingebre comestible es va utilitzar amb èxit en un estudi dirigit per MingZheng Zhang de Georgia State University, Atlanta. Les nanopartícules naturals podrien minimitzar les dificultats associades a la producció de productes químics sintètics.
Nanomesh Dressing for Chronic Wounds
Un altre possible ús de la nanotecnologia ha estat demostrat per Martina Abrigo i el seu equip d'investigadors a la Swinburne University of Technology d'Austràlia. Abrigo està explorant aplicacions externes de petites partícules per tractar ferides infectades crònicament. Va crear una malla a partir de fibres de poliestirè electrospun dissenyades per atraure els bacteris de la ferida. Els nanomesh ofereixen condicions de creixement òptimes per a bacteris com Staphylococcus Aureus i Escherichia Coli , per la qual cosa s'extreuen a la malla, deixant la ferida neta. La resposta bacteriana a malles de diferents diàmetres de fibra es va realitzar mitjançant una combinació de microscòpia electrònica d'escombratge i microscòpia confocal.
Els bacteris van ser atrets específicament per fibres que eren aproximadament de la mateixa mida que ells. Els resultats, publicats en els Materials i Interfícies Aplicades d'ACS , suggereixen que les nanofibres electrospinning podrien ser una nova forma de controlar les ferides infectades per bacteris comuns. Fins ara, els científics només han realitzat experiments in vitro i experiments sobre models de teixits a través de la pell. No obstant això, s'espera que en un futur proper es realitzin proves similars sobre teixit viu per avaluar el potencial d'aquest nou enfocament. Els estudis in vivo ja s'han realitzat amb altres tipus d'apòsits de ferides de nanopartícules, per exemple, nanopartícules de plata amb cert èxit.
> Fonts:
> Abrigo M, Kingshott P, McArthur S. Electrospun, diàmetre de fibra de poliestirè que influeix en la fixació bacteriana, proliferació i creixement. Materials i interfícies aplicades ACS , 2015; 7 (14): 7644-7652.
> Fredman G, Spolitu S, Perretti M, et al. Les nanopartícules dirigides que contenen el pèptid proresolving Ac2-26 protegeixen contra l'aterosclerosi avançada en ratolins hipercolesterolèmics. Ciència Medicina translacional , 2015; 7 (275).
> Leoni G, Neumann P, Reutelingsperger C, et al. L'Annexin A1' que conté vesícules extracel·lulars i nanopartícules polimèriques promou la reparació de ferides epitelials. Journal of Clinical Investigation , 2015; 125 (3): 1215-1227.
> McMasters J, Panitch A. Article complet: Les nanopartícules d'unió a colàgens per al lliurament de pèptids extracel·lulars antiinflamatoris disminueixen l'activació plaquetària, promouen la migració endotelial i suprimeixen la inflamació. Acta Biomaterialia , 2017; 49: 78-88.
> Zhang M, Viennois E, Merlin D, et al. Nanopartícules digestives derivades del gingebre: un nou enfocament terapèutic per a la prevenció i el tractament de malalties inflamatòries intestinals i el càncer associat a la colitis. Biomaterials , 2016; 101: 321-340.