La ciencia busca nuevos métodos para combatir la depresión

Desde que fueron descubiertos, en la década de 1960, los liposomas, se han pensado como un prometedor sistema de liberación de medicamentos. Un liposoma es una vesícula artificial de forma esférica con una membrana compuesta por una doble capa de lípidos que se parece mucho a la estructura de las membranas celulares. Desde que fueron descubiertas, en la década de 1960, estas moléculas se han utilizado como modelo para estudiar las membranas de las células y como un prometedor sistema de liberación de medicamentos.

Uno de los retos de convertir los liposomas en vehículos transportadores de fármacos es averiguar cómo interactúan con las membranas celulares y cuál de los mecanismos básicos —adsorción, fusión o endocitosis, o quizás una combinación de los tres— está implicado en la interiorización de los liposomas por parte de las células.

Las interacciones entre los liposomas y la membrana de la célula pueden ser extremadamente diferentes según la naturaleza de la membrana celular y la composición lipídica de los liposomas», explican unos investigadores de las facultades de Biología, Física y Farmacia y Ciencias de la Alimentación, así como de los Centros Científicos y Tecnológicos, de la Universidad de Barcelona (UB), del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología de la UB (IN2UB) y del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC).

Este equipo ha diseñado liposomas que son pequeñas esferas lipídicas de composición parecida a la de la célula que se quiere tratar. Esta similitud facilita su incorporación y la liberación de medicamentos dentro de la célula, indica Òscar Domènech, miembro del IN2UB y uno de los investigadores que ha participado en el estudio.

Esta investigación es la continuación de un estudio previo hecho por este mismo equipo de investigación en el que analizaban los mecanismos de fusión de los liposomas utilizando un modelo simplificado que imitaba la membrana de las células HeLa, un tipo de células de cultivo muy utilizadas en la investigación científica. La membrana de las células HeLa es mucho más compleja que el modelo que utilizamos en el estudio anterior. Ahora hemos utilizado cultivos de células reales para obtener una mejor visión del mecanismo de interacción de nuestros liposomas, detallan los investigadores.

Para estudiar cómo interaccionan los liposomas con la membrana celular y evaluar la interiorización de estas nanomoléculas, el equipo de Adrià Botet-Carreras combinó dos técnicas. Por un lado, se aplicó la fluorescencia confocal, que permite visualizar moléculas fluorescentes dentro de la célula. Con este objetivo, los liposomas encapsulaban calceína, un colorante fluorescente, para poder observar si la nanomolécula y su contenido entraban en las células.

Por otro lado, también se empleó la técnica de microscopía de fuerza atómica para observar los cambios fisicoquímicos de la superficie celular y evaluar la rigidez de la membrana celular en presencia de los liposomas. La interacción de los liposomas diseñados por los investigadores corroboró los resultados obtenidos con membranas modelo y demuestra la capacidad de la formulación de estas nanomoléculas como un potencial nanotransportador. Demostramos que la composición lipídica permite una liberación del contenido del liposoma dentro de la célula, así como el efecto que tienen los filopodios celulares [pequeños flagelos de la célula] en facilitar la llegada de los liposomas a la membrana celular, destaca Òscar Domènech.

A fin de validar la capacidad de estos liposomas como sistema de liberación de fármacos, los investigadores encapsularon metotrexato, un fármaco inmunosupresor utilizado para el tratamiento de diversas patologías oncológicas, inflamatorias y autoinmunitarias. «Hemos podido demostrar que nuestros liposomas son idóneos para transportar y liberar esta molécula modelo, que sabemos que permite eliminar células cancerosas», resume Domènech.

Estos resultados abren la puerta a futuros estudios con otras moléculas y tipos celulares. Nuestro interés sería poder extender la metodología a otros tipos de células o incluso a tejidos para mostrar la viabilidad de análisis, así como poder utilizar otras moléculas terapéuticas encapsuladas en los liposomas, explica Domènech. Además, las dos técnicas aplicadas durante el estudio permiten de manera rápida y poco invasiva obtener resultados que en un futuro podrían ser indicadores del buen funcionamiento de un medicamento contra células tumorales o cancerígenas, concluye el investigador.

El estudio se titula «On the uptake of cationic liposomes by cells: From changes in elasticity to internalization». Y se ha publicado en la revista académica Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.

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