Nanoparticulas en terapeutica dermatológica

 

En esta edición el Dr. Alexis Mendoza-León invita a la Dr. Martín Sánchez a escribir en Ventana Molecular. Biólogo (UCV), PhD en Inmunología y Diplomado de la London School of Hygiene and Tropical Medicine, Universidad de Londres, UK). Experto en Inmunología y Biología Celular y Bioética, con más de 20 años de experiencia en investigación. Ex presidente de la Sociedad Parasitológica Venezolana (2008-11),  actualmente Coordinador del Laboratorio de Biología Celular del Instituto de Biomedicina Dr. Jacinto Convit y es Profesor Asistente de la Facultad de Medicina de La UCV, coordinando proyectos de investigación, tutor de tesis en pre y postgrado,. Coordinador de cursos de postgrado en Inmunología, ha publicados más de 20 trabajos en revistas internacionales indexadas, y más de 200 comunicaciones cortas en congresos Nacionales e internacionales.

Nanoparticulas en Terapeutica Dermatológica

Martín A. Sánchez, PhD.

La nanotecnología está cambiando la manera en como diagnosticamos y tratamos las enfermedades. Las nanopartículas son sustancias pequeñas que se comportan y reaccionan como una unidad total, con dimensiones entre 1 nm y 100 nm. Se pueden dividir en sustancias orgánicas e inorgánicas o clasificarse según a su forma, tamaño, superficie, y propiedades fisicoquímicas.¹ Como las partículas interactúan con superficies biológicas, pueden incrementar la penetración de materiales en la piel lo cual abre un abanico de posibilidades en terapéutica dermatológica y cosmética.

Entre la amplia gama de nanopartículas con uso probado en el área biomédica y más comúnmente utilizadas en dermatología están: los Liposomas, que son sustancias anfifilicas, con una alta penetración en folículos pilosos; los Fullerenos: molécula con forma de balón de fútbol compuesto por 60 o más átomos de carbono, que  tienen la capacidad para absorber la radiación UV y eliminar radicales libres y las Nano-esferas que consta de sistemas de matriz sólidas donde un material polimerizado forma una red tridimensional en la que la sustancia activa es absorbida incorporada o unida covalentemente sobre la superficie de  la partícula. Estos sistemas se forman empleando una variedad de polímeros, incluyendo gelatina, alginato, albúmina, polisiloxanos, copolímeros de estireno, acrilatos, ácido láctico y ácido glicólico entre otros.

Estas últimas pueden asociarse a los llamados Sistemas de Entrega de Microsponjas (MDS), patentada por Advanced Polymer Systems^TM. Este sistema polimérico consiste en liberar micro-esferas porosas para una amplia gama de compuestos activos que incluyen emolientes, fragancias, aceites esenciales, filtros solares, antibacterianos, antifúngicos, y antiinflamatorios, entre otros. Las microesponjas vienen en la forma de estructuras rígidas o blandas, dependiendo composición polimérica, grado de reticulación, y los parámetros requeridos para que el componente activo alcance la tasa de liberación necesaria a través de los poros. La liberación del contenido es iniciado por presión o cambios en la temperatura, o por difusión  de la sustancia activa. ²  Entre las ventajas de estos sistemas esta alta estabilidad en un rango de pH entre 1 y 11, una alta eficiencia de encapsulamiento, la compatibilidad con varios vehículos e ingredientes; facilitar el transporte de substancias lábiles: Incrementando la eficacia del compuesto, maximizando el tiempo de permanencia del compuesto en piel y liberando los productos en áreas específicas.²

Aplicaciones en Dermatología: si bien estos sistemas ya están siendo ampliamente usados en cosmética debido a su gran estabilidad,  brindan protección a las sustancias de la oxidación y humedad  permiten además por su capacidad de absorber fluidos de la piel excluir el exceso de grasa eliminando el brillo sin deshidratación. Así podemos ver nanopartículas en cosméticos que contienen foto protectores, formulaciones anti edad, con Q10 y Acido hialuronico, antimicrobianos, apósitos, compuestos volátiles de liberación lenta (tales como perfumes y repelentes de insectos).

En cuanto a la foto-protección  se ha demostrado que nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2) y óxido de zinc (ZnO) resultan más eficientes que las formulaciones inorgánicas ya que se incrementa la capacidad de dispersar, absorber y reflejar  la radiación UV y evita el blanqueamiento de la piel con un efecto estéticamente más elegante.²  En patologías inflamatorias donde la integridad de la piel y la función de barrera está comprometida como dermatitis atópica  (DA) o psoriasis las nanopartículas han resultado efectivas por su alto contenido lipídico e hidratante. La mayor penetración a través de los folículos pilosos aunado a la lenta y programada liberación de formulaciones de inhibidores de linfocitos T como la Ciclosporina A y Tacrolimus ya muestran resultados alentadores en comparación a las formulaciones convencionales, en cuanto a mayor tolerabilidad y efecto deseado, así mismo sustancias como psoraleno, metrotexate, dibranol. clotrimazol y otras drogas antifúngicas han tenido excelentes resultados en nanoparticulas.³ En procesos de reparación tisular y cicatrización, microfibrillas de quitina activan queratinocitos y la proliferación de fibroblastos, regulan la síntesis de colágeno y secreción de citoquinas en macrófagos, actúan sobre la piel foto-envejecida y promueven la cicatrización de heridas reduciendo cicatrices hipertróficas.

Las nanopartículas no solo han sido útiles en terapias, también en diagnostico por resonancia magnética  empleando nanopartículas de oro, plata, óxido de hierro y gadolinio, este último en forma de gado-nanotubos,  que como agente de contraste es 40 veces más efectivo que el original, permitiendo la visualización en tiempo real de los tumores y ganglios centinela, así como de infecciones y enfermedades malignas, minimizando biopsias invasivas. El conjugar oxido de hierro, nanopartículas de oro con anticuerpos anti tumorales  o receptores en combinación con la fototerapia mediante laser de luz pulsada ha sido eficaz en melanoma y cáncer espino celular ya que absorben luz y liberan calor focalizado con una ruptura celular microscópica y daño tisular mínimo, permitiendo la rápida repitelización y regeneración de la piel sana. Aprovechando la gran penetración de nanopartículas por la vía transfolicular también se ha mejorado el tratamiento de desórdenes de las glándulas sebáceas como el acné y otras enfermedades pilosebáceas. El uso de polímeros PLGA (Acido Poli Láctico–co Glicolico) contentivos de adapaleno o ácido retinoico incrementa la eficacia de estos compuestos en el tratamiento del acné gracias a que por esta vía alcanzan una mayor concentración local de la droga optimizando su efecto terapéutico, otras formulaciones como el retinol y la tretinoina liposomal incrementan la tolerabilidad a la irritación causada por los retinoides, mejorando las tasas de cumplimiento terapéutico de los pacientes y la reducción de efectos sistémicos por la absorción de las sustancias. En alopecia androgénica formulaciones liposomales  de finasterida y minoxidil, encapsuladas de hinokitol, así como el minoxidil encapsulado en nanopartículas de polietilenglicol de 40-130 nm mejoran de 2 a 2,5 veces la permanencia de estos compuestos en la región folicular y refuerzan sustancialmente la transición de los folículos pilosos de la fase telógena a la fase anágena. En terapia génica, Nakamura  y col., demostraron en un modelo múrido de alopecia areata, que la entrega controlada de pequeños RNAs de interferencia (siRNA) del factor de transcripción de Th1-Tbox,  utilizando microesferas cationizadas de gelatina biodegradables, logra remisión al restaurar la elongación del eje del pelo.⁴

En referencia a los riesgos de las nanopartículas, estos son inherentes a los materiales de composición y propios de las sustancias que transportan, sin embargo existe un riesgo potencial por volatilidad química significativa que podría representar riesgo de daño celular y tisular, así como en acumulación de polímeros no biodegradables en tejidos y liberación de radicales libres. Sin embargo existe una regulación por parte de la FDA y otras agencias para el uso adecuado de nanopartículas en seres vivos.

Más allá de lo biológico la actividad de ciertos nanomateriales, están siendo ampliamente investigados como vehículos o sistemas de liberación lenta y programada de drogas y terapia génica con ADN,  siRNA, y oligonucleótidos antisentido (asODNs). Por tanto que la nanotecnología es una prometedora herramienta en el tratamiento de enfermedades como el cáncer y otras patologías severas gracias a su especificidad, la vida media, la capacidad de penetración en los tejidos, y la posibilidad de un diagnóstico precoz y mejor ubicación topográfica. En dermatología tiene gran importancia en la industria de los cosméticos, innovando el tratamiento de enfermedades inflamatorias y dermatosis inmunomediadas a través de medicamentos más eficaces con menos efectos secundarios.

Referencias:

1 Papakostas D, et al. (2011). http://goo.gl/zViTwC

2 Wang SQ, Tooley IR. (2011).  http://goo.gl/rc235i

3 Santos Maia C, et al. (2002).  http://goo.gl/XsCgRd.

4 Nakamura M, et.al. (2008). http://goo.gl/BF8tbC