Un grupo de investigadores del Instituto Terasaki de Innovación Biomédica (TIBI, Los Ángeles) y de la Universidad Estatal de Pensilvania (Estados Unidos) ha desarrollado nanocristales de celulosa peluda, a base de plantas, para eliminar el exceso de fármacos quimioterapéuticos del cuerpo humano.

La investigación, que se ha publicado en la revista ‘Materials Today Chemistry’, detalla que el principal objetivo de los científicos ha sido eliminar de la sangre los fármacos quimioterapéuticos no deseados, especialmente el fármaco doxorrubicina (DOX).

Paredes celulares de las plantas

Para ello, han desarrollado las nanopartículas desarrolladas a partir del componente principal de las paredes celulares de las plantas y diseñadas para tener una inmensa cantidad de “pelos” de cadena de polímero que se extienden desde cada extremo. Estos pelos aumentan la capacidad potencial de captura de fármacos de los nanocristales significativamente más allá de las nanopartículas convencionales y otros materiales.

Para conseguir su propósito, los investigadores han tratado químicamente las fibras de celulosa que se encuentran en la pulpa de madera blanda e impartieron una carga negativa en los pelos, haciéndolos estables frente a las moléculas cargadas que se encuentran en la sangre. Esto corrige los problemas encontrados con las nanopartículas convencionales, cuya carga puede volverse inerte o reducirse cuando se exponen a la sangre, limitando el número de moléculas de fármaco cargadas positivamente a las que puede unirse en cantidades insignificantes.

La eficacia de unión de los nanocristales se ha probado en suero humano, la porción líquida rica en proteínas de la sangre. Por cada gramo de nanocristales de celulosa pilosa, se eliminaron eficazmente del suero más de 6.000 miligramos de DOX. Esto representa un aumento en la captura de DOX de dos a tres órdenes de magnitud en comparación con otros métodos actualmente disponibles.

Ausencia de efectos tóxicos

Además, indican los investigadores, la captura de DOX se produjo inmediatamente después de la adición de los nanocristales y los nanocristales no tuvieron efectos tóxicos o dañinos en los glóbulos rojos de la sangre completa o en el crecimiento celular de las células umbilicales humanas.

“Para algunos órganos, como el hígado, la quimioterapia se puede administrar localmente a través de catéteres. Si pudiéramos colocar un dispositivo basado en los nanocristales para capturar el exceso de medicamentos que salen de la vena cava inferior del hígado, un vaso sanguíneo importante, los médicos podrían administrar dosis más altas de quimioterapia para matar el cáncer más rápidamente sin preocuparse por dañar las células sanas. Una vez finalizado el tratamiento, se podría retirar el dispositivo”, ha comentado el investigador principal, Amir Sheikhi.

Asimismo, los nanocristales no solo eliminan el exceso de fármacos quimioterapéuticos, sino que también podrían apuntar a otras sustancias indeseables como toxinas y drogas adictivas para eliminarlas del cuerpo, y los experimentos también han demostrado la eficacia de los nanocristales en otras aplicaciones de separación, como en la recuperación de elementos valiosos de los desechos electrónicos.

“Lo que comenzó como un concepto relativamente simple se ha convertido en un medio muy eficaz de separación de materiales. Esto crea el potencial para aplicaciones de ciencia de materiales y biomédicas de gran alcance e impactantes“, ha subrayado el director del Instituto Terasaki de Innovación Biomédica, Ali Khademhosseini