Los científicos de la Universidad RMIT afirman que su nueva investigación avanza en el potencial de la nanomedicina para curar afecciones que actualmente son incurables, como la demencia y la enfermedad de las neuronas motoras.

Su trabajo explora cómo las nanopartículas interactuarían con las células en humanos y proporciona conocimientos fundamentales para ayudar a mejorar la nanomedicina y desarrollar la próxima generación de tecnologías biomédicas personalizadas.

Las nanopartículas abren la puerta a tecnologías que podrían mejorar los tratamientos y el diagnóstico de enfermedades de los pacientes, según los científicos.

Uno de los investigadores principales, el Dr. Aaron Elbourne, dijo que las tecnologías de nanopartículas podrían, en última instancia, mejorar administración de fármacos, tratamientos contra el cáncer, diagnóstico de enfermedades y antimicrobianos.

“Las nanopartículas se han investigado como nanomedicinas avanzadas, pero a menudo no dan en el blanco o no administran su tratamiento en un lugar específico dentro del cuerpo”, dijo Elbourne, de la Facultad de Ciencias.

“El principal desafío es controlar cómo las nanopartículas interactúan con las células para administrar el medicamento con precisión. Esto no se ha entendido bien hasta ahora, pero nuestro último trabajo ofrece una imagen más clara de lo que está sucediendo en ese nivel nano”.

Ayudando a diseñar mejores nanomedicinas y nanopartículas de diagnóstico

La mayoría de las tecnologías de nanopartículas necesitan atravesar la membrana externa de una célula para cumplir su función, dijo Elbourne.

“Esta membrana sirve como una importante barrera protectora que aísla el entorno celular interno del entorno, pero también plantea un desafío para la entrega de nanopartículas”.

Elbourne dijo que si los científicos pudieran superar este desafío, potencialmente abriría una nueva era de la medicina.

El último estudio, dirigido por RMIT en colaboración con la Universidad de Durham y publicado en el ACS Nano journal, aborda este problema proporcionando a los científicos un camino para diseñar nanomedicinas y nanopartículas de diagnóstico más efectivas.

Cómo llevaron a cabo la investigación

Usar Fuerza atómica microscópica Junto con las simulaciones por computadora de la actividad molecular, el equipo descubrió los mecanismos precisos por los cuales las nanopartículas de oro, una pequeña fracción del ancho de un cabello humano, interactúan con las membranas celulares artificiales.

El investigador principal del RMIT, el Dr. Andrew Christofferson, dijo que su trabajo fue único.

“Lo que hace que este trabajo sea único es que combinamos experimentos y modelos para mostrar un nivel de detalle nunca antes visto, y esto servirá como plataforma para futuros estudios de nanopartículas y materiales biológicos”.

El potencial para tratar enfermedades cerebrales actualmente intratables

El equipo dice que una de las principales barreras para encontrar una cura para enfermedades como la demencia y Enfermedad de la neuronas motoras es la incapacidad actual para administrar tratamientos que puedan cruzar la barrera hematoencefálica, una membrana que bloquea las entidades extrañas que llegan al cerebro.

Primer autor y Ph.D. El investigador, Rashad Kariuki, estaba emocionado de trabajar con nanopartículas que serían lo suficientemente pequeñas como para atravesar esta membrana.

“Actualmente tenemos tratamientos limitados que pueden pasar por el barrera hematoencefálica porque muchos son demasiado grandes o no interactúan favorablemente con esta membrana en particular”, dijo.

“Si pudiéramos usar nanopartículas para tratar enfermedades cerebrales de manera no invasiva, eso cambiaría las reglas del juego”.

Hay que trabajar más antes nanopartículas alcanzar su máximo potencial para ayudar a tratar enfermedades, pero se están desarrollando nuevos tratamientos para heridas que utilizan esta tecnología, dijo Elbourne.

“Tenemos colaboradores en la Universidad de Australia Meridional con los que estamos trabajando en tratamientos para heridas crónicas y agudas”, dijo Elbourne.

“En última instancia, nuestro trabajo podría tener un impacto positivo en una amplia gama de tratamientos, lo que significa mejores resultados para los pacientes y los sistemas de salud”.

"Comportamiento de nanopartículas de oro ultrapequeñas cubiertas con citrato en una interfaz de bicapa lipídica compatible con resolución atómica" se publica en ACS Nano.