Un nuevo sistema de polímeros para revolucionar la entrega de tratamientos

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Investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst anunciaron recientemente que han diseñado una nueva clase de material, llamado “complejo polizwitteriónico” o “pZC”, que puede resistir las duras condiciones ácidas del estómago y luego disolverse de manera predecible en el entorno comparativamente suave del intestino delgado. Esta propiedad significa que los pZC podrían ayudar a revolucionar la entrega de medicamentos de todo tipo, desde antibióticos orales familiares hasta nuevas clases de delicadas proteínas terapéuticas.

“A pesar de la experiencia común de tragar medicamentos por vía oral, hay una gran cantidad de terapias que no están disponibles por vía oral”, dice Khatcher Margossian, autor principal del estudio y candidato a un MD/Ph.D dual. de Rush Medical College y del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Polímeros de UMass Amherst, respectivamente. Esto se debe a que hay muchos medicamentos que no pueden soportar el ambiente fuertemente ácido del estómago. Dos formas de solucionar este problema son inyectar o implantar medicamentos; pero en ambos casos, el dolor, el miedo y los posibles efectos secundarios pueden limitar la voluntad del paciente de someterse al tratamiento o de seguir con el plan de tratamiento durante todo su curso. E incluso aquellos medicamentos que son lo suficientemente fuertes como para resistir el ácido del estómago y llegar al intestino delgado, donde pueden ser absorbidos por el torrente sanguíneo, a menudo no logran pasar completamente intactos. “Las dosis de medicamentos orales suelen ser mayores de lo que nuestro cuerpo realmente necesita”, explica Murugappan Muthukumar, profesor Wilmer D. Barrett en ciencia e ingeniería de polímeros en UMass Amherst y autor principal del estudio. “Esto se debe a que parte del medicamento se descompone en el estómago”.

“Si hubiera alguna forma de proteger este preciado cargamento terapéutico”, dice Margossian, “podríamos ampliar la biblioteca de medicamentos que podemos administrar por vía oral”. Descubrir cómo proteger el preciado cargamento es exactamente lo que han hecho Margossian, Muthukumar y sus colegas.

El estudio, publicado recientemente en Nature Communications, detalla una nueva clase de material, llamado pZC, que se forma a través de un proceso conocido como “coacervación compleja”. En su sistema, dos tipos de polímeros cargados, un polizwitterión y un polielectrolito, se asocian para formar una gota protectora dentro de la cual pueden viajar los medicamentos. El truco que tiene que realizar el pZC es que no solo debe ser lo suficientemente resistente para soportar el ambiente altamente ácido del estómago, sino que también debe desarmarse en las condiciones mucho más suaves y neutrales del intestino delgado.

Paradójicamente, la clave del éxito del grupo no fue fortalecer los enlaces entre el polizwitterión y el polielectrolito, sino debilitarlos. “Debilitar la asociación entre los dos materiales”, dice Muthukumar, “nos permite controlar con precisión cuándo se separan. Si los lazos son demasiado fuertes, entonces no hay espacio para jugar”.

La investigación del grupo está impulsada por las necesidades de la vida real de los médicos. Estos materiales no solo permitirán a los médicos administrar las dosis correctas de medicamentos de manera más eficiente, sino que también aumentarán enormemente la cantidad de medicamentos que se pueden tomar por vía oral. “Esta es una tecnología fundamental que puede alterar la forma en que tratamos la enfermedad”, dice Margossian. “Esperamos que nuestro trabajo llegue a las manos de los médicos y les ayude a salvar vidas”.

Esta investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias y la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Massachusetts Amherst. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.

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