El Dr. Víctor Puntes, jefe del grupo de Diseño y Farmacodinámica de Nanopartículas en CIBBIM- Nanomedicine, ha publicado recientemente en la revista Journal of Hepatology un estudio sobre los beneficios de las nanopartículas de óxido de cerio para el tratamiento de la cirrosis hepática.
En este artículo, publicado en el Atlas of Science, explica las principales aportaciones de esta investigación, llevada a cabo con el Pr. Wladimiro Jiménez, jefe del Servicio de Genética Bioquímica y Molecular del Hospital Clínic Universitari:
¿Qué es esto?
Utilizamos nanopartículas de óxido de cerio (CeO2NPs) para el tratamiento de la cirrosis en ratas modelo y observamos la forma en la que produce efectos beneficiosos significativos en la reducción de la inflamación y permite la reparación de tejidos. Lo que hace a la nanoceria muy atractiva es su alta capacidad de amortiguar los electrones de un ambiente oxidante/reductor, seguido por la captura o la liberación de oxígeno, o especies moleculares de oxígeno (como OH·), que son especies de oxígeno muy reactivas (reactive oxygen species, ROS).
¿Qué hemos observado?
En principio las CeO2NPs disminuyen el estrés oxidativo que está siempre presente durante la inflamación. Estas nanopartículas son similares a las utilizadas en la industria petroquímica y de convertidores catalíticos de automóviles. Aquí, en el hígado de ratas cirróticas, no solamente disminuyen el nivel de ROS, sino también disminuyen toda la inflamación. Por lo tanto, en el campo, las CeO2NPs han demostrado comportarse como captador de radicales libres y agentes antiinflamatorios.
¿Cómo funciona?
Las nanoparticulas han sido diseñadas para maximizar la actividad catalítica (y disminuir la dosis) y al mismo tiempo para localizarse en el área inflamada del hígado. Esto se realiza controlando las interacciones con proteínas y ajustando la morfología (tamaño y forma) de la nanopartícula para a continuación controlar la extravasación en el hígado y la acumulación en la inflamación. Luego, una vez que se alcanza el objetivo -el área inflamado-, las nanopartículas empiezan a disminuir el exceso local de ROS hasta llegar a los niveles de tejido sano y toda la inflamación disminuye. Las partículas están activas durante unas semanas y luego se disuelven en iones inocuos Ce3+. Se ha observado que Ce3+ es débilmente bacteriostático y para competir con Ca2+. Debido a la baja cantidad de Ce y la abundancia de Ca, no se ha observado la interferencia de Ce con Ca.
¿Qué hay de especial en esto?
Creo que lo más interesante aquí es que la nanopartícula no es una asistenta para ayudar a la medicina actual, como un vehículo para la administración de fármacos o radioterapia (agente de contraste de imágenes). Aquí, es la propia nanopartícula el principio activo. El objetivo de nuestro estudio fue determinar si las CeO2NPs presentan propiedades hepatoprotectoras en enfermedades hepáticas crónicas. Los efectos sistémicos y hepáticos de nanopartículas se evaluaron en ratas tratadas con CCl4 que recibían CeO2NPs. A partir de entonces, la presión arterial media y la presión portal, entre otras, se evaluaron y se obtuvieron muestras de suero para medir funciones estándar hepática y renal a través de pruebas. Observamos que las CeO2NPs protegen contra la lesión hepática crónica atenuando la intensidad de la respuesta inflamatoria.
¿Cómo empezó todo esto?
Inicialmente, comenzó hace 8 años cuando el Dr. Casals señaló que los beneficios biomédicos de las CeO2NPs recientemente descubiertos en experimentos in vitro del momento. Estábamos produciendo esos materiales para estudiar su posible impacto ambiental. En aquel entonces, contactamos con el grupo del Pr. Wladimiro Jiménez. Nosotros somos químicos sintéticos y ellos son médicos clínicos, el aprendizaje para unir trabajo multidisciplinario era importante. Nosostros nos centramos en lo que hace el cuerpo a la nanopartícula, cómo el paso a través del cuerpo afecta a la nanopartícula, mientras que el equipo del profesor Jiménez trabajaba en lo que hacen las nanopartículas le hacen al cuerpo. Entonces, con la combinación de lo que hace la nanopartícula al cuerpo y lo que el cuerpo le hace a ella, pudimos entender cómo diseñar el uso de las CeO2NPs para tratar la cirrosis crónica.
¿Que sigue?
Bueno, tenemos planes ambiciosos para el futuro, el hígado es un órgano complejo y fundamental y las CeO2NPs (y otras nanopartículas) puede tener efectos útiles en el seguimiento y tratamiento de las enfermedades del hígado y ayudar a mantener un buen estado de salud. Prevemos, el Pr. Jiménez y nosotros, que trabajaremos juntos en toda lo relacionado con el hígado y las nanopartículas durante los próximos años. No es fácil encontrar un trabajo en equipo eficaz y eficiente, verdaderamente multidisciplinario, por lo tanto, una vez que se consigue, debe durar por muchos años.
Víctor Puntes
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