Investigadores de la ETH de Zúrich han hecho un avance significativo en el campo de la medicina a través de la terapia dirigida con microburbujas que utilizan ultrasonido para la entrega de medicamentos. Este enfoque, que podría revolucionar el tratamiento de enfermedades cerebrales como el Alzheimer, el Parkinson y los tumores cerebrales, busca superar la barrera hematoencefálica, un obstáculo crítico que protege al cerebro pero que dificulta el acceso de fármacos necesarios para tratar diversas afecciones.
Las microburbujas, que son más pequeñas que un glóbulo rojo y están compuestas de gas con un recubrimiento de moléculas de grasa, se inyectan junto con el fármaco en el torrente sanguíneo. Al ser activadas mediante ultrasonido en el sitio objetivo, estas microburbujas generan pequeñas perforaciones en la membrana celular de los vasos sanguíneos, permitiendo que el medicamento penetre en el tejido cerebral.
Un mecanismo innovador para la entrega de medicamentos
La investigación liderada por la profesora Outi Supponen ha permitido visualizar por primera vez cómo los microjets líquidos, generados por estas microburbujas, logran penetrar la membrana celular. Según Marco Cattaneo, estudiante de doctorado y principal autor del estudio publicado en Nature Physics, bajo la influencia del ultrasonido, la superficie de las microburbujas pierde su forma esférica y se transforma, produciendo jets de líquido que pueden perforar la membrana celular.
Este innovador método de entrega de medicamentos se basa en que los microjets, que alcanzan velocidades de hasta 200 km/h, realizan una perforación precisa en la membrana celular, similar a un pequeño pinchazo, sin dañar la estructura celular. Esta capacidad de las microburbujas para generar jets en condiciones de baja presión de ultrasonido, comparable a la presión atmosférica, representa un avance notable para la terapia médica, ya que minimiza el riesgo para los pacientes.
Los investigadores han desarrollado un microscopio con una magnificación de 200x y lo han conectado a una cámara de alta velocidad que puede capturar hasta 10 millones de imágenes por segundo. Este equipo les ha permitido observar el proceso de interacción entre las microburbujas y las células de manera más clara, proporcionando una comprensión más precisa de cómo se produce la entrega del fármaco.
Además, el estudio revela que solo se requieren unos pocos pulsos de ultrasonido para perforar la membrana celular, lo que puede significar un tratamiento más efectivo y menos invasivo para los pacientes. La investigación también abre la puerta a optimizar la formulación de las microburbujas para mejorar su eficacia en función de la frecuencia y la presión del ultrasonido.
Este trabajo no solo esclarece los fundamentos físicos detrás de la administración dirigida de medicamentos, sino que también establece criterios para su uso seguro y efectivo, contribuyendo así a una nueva era de tratamientos médicos más precisos y menos perjudiciales para los pacientes.
