Exosomas para administrar tratamientos a través de la barrera hematoencefálicaEditar
Un grupo de la Universidad de Oxford dirigido por el profesor Matthew Wood afirma que los exosomas pueden atravesar la barrera hematoencefálica y administrar siRNAs, oligonucleótidos antisentido, agentes quimioterapéuticos y proteínas específicamente a las neuronas tras inyectarlos por vía sistémica (en sangre). Dado que estos exosomas son capaces de atravesar la barrera hematoencefálica, este protocolo podría resolver el problema de la mala administración de medicamentos al sistema nervioso central y curar el Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y el cáncer cerebral, entre otras enfermedades. El laboratorio ha recibido recientemente un nuevo e importante proyecto de 30 millones de euros en el que participan expertos de 14 instituciones académicas, dos empresas de biotecnología y siete compañías farmacéuticas para trasladar el concepto a la clínica.
Pro-fármacosEditar
Se trata del proceso de disfrazar moléculas médicamente activas con moléculas lipofílicas que le permiten colarse mejor a través de la barrera hematoencefálica. Los fármacos pueden disfrazarse utilizando elementos o estructuras más lipofílicas. Esta forma del fármaco será inactiva debido a las moléculas lipofílicas, pero luego se activaría, ya sea por degradación enzimática o por algún otro mecanismo de eliminación del disfraz lipofílico para liberar el fármaco en su forma activa. Estos pro-fármacos siguen presentando algunos inconvenientes importantes. El primero es que el profármaco puede ser capaz de atravesar la barrera y volver a atravesarla sin liberar nunca el fármaco en su forma activa. La segunda es que el gran tamaño de este tipo de moléculas hace que siga siendo difícil atravesar la barrera hematoencefálica.
Enmascaramiento de péptidosEditar
De forma similar a la idea de los profármacos, otra forma de enmascarar la composición química de los fármacos es enmascarar las características de un péptido combinándolo con otros grupos moleculares que tienen más probabilidades de atravesar la barrera hematoencefálica. Un ejemplo de ello es el uso de una molécula de colesterol en lugar de colesterol que sirve para ocultar las características hidrosolubles del fármaco. Este tipo de enmascaramiento además de ayudar a atravesar la barrera hematoencefálica. También puede funcionar para enmascarar el péptido del fármaco frente a las enzimas que degradan el péptido en el cerebro. También se podría adjuntar al fármaco una molécula «diana» que le ayude a atravesar la barrera y que, una vez dentro del cerebro, se degrade de tal manera que el fármaco no pueda volver a atravesar el cerebro. Una vez que el fármaco no puede volver a atravesar la barrera, puede concentrarse y hacerse efectivo para su uso terapéutico. Sin embargo, esto también tiene sus inconvenientes. Una vez que la droga está en el cerebro, hay un punto en el que necesita ser degradada para evitar una sobredosis en el tejido cerebral. Además, si el fármaco no puede atravesar la barrera hematoencefálica, se agravan los problemas de dosificación y se requiere una intensa vigilancia. Para que esto sea eficaz, debe haber un mecanismo para la eliminación de la forma activa del fármaco del tejido cerebral.
Permeabilizadores mediados por receptoresEditar
Son compuestos farmacológicos que aumentan la permeabilidad de la barrera hematoencefálica. Al disminuir la restricción de la barrera, es mucho más fácil que una molécula la atraviese. Estos fármacos aumentan la permeabilidad de la barrera hematoencefálica temporalmente al aumentar la presión osmótica en la sangre, lo que afloja las uniones estrechas entre las células endoteliales. Al aflojar las uniones estrechas, la inyección normal de fármacos a través de una puede tener lugar y ser eficaz para entrar en el cerebro. Esto debe hacerse en un entorno muy controlado debido al riesgo asociado a estos fármacos. En primer lugar, el cerebro puede verse inundado de moléculas que flotan por el torrente sanguíneo y que normalmente están bloqueadas por la barrera. En segundo lugar, cuando las uniones estrechas se aflojan, la homeostasis del cerebro también puede verse alterada, lo que puede dar lugar a convulsiones y a una función comprometida del cerebro.
NanopartículasEditar
El sistema de administración de fármacos más prometedor es el uso de sistemas de administración de nanopartículas, que son sistemas en los que el fármaco está unido a una nanopartícula capaz de atravesar la barrera hematoencefálica. El compuesto más prometedor para las nanopartículas es la albúmina de suero humano (HSA). Las principales ventajas de esto es que las partículas hechas de HSA son bien toleradas sin efectos secundarios graves, así como los grupos funcionales de la albúmina pueden ser utilizados para la modificación de la superficie que permite la captación celular específica. Se ha demostrado que estas nanopartículas atraviesan la barrera hematoencefálica transportando fármacos del huésped. Para mejorar la eficacia de las nanopartículas, los científicos intentan recubrirlas para que sean más eficaces a la hora de atravesar la barrera hematoencefálica. Los estudios han demostrado que «el recubrimiento de las con polisorbato 80 produjo concentraciones de doxorrubicina en el cerebro de hasta 6 μg/g después de la inyección i.v. de 5 mg/kg» en comparación con ningún aumento detectable en una inyección del fármaco solo o de la nanopartícula sin recubrimiento. Se trata de una ciencia y una tecnología muy nuevas, por lo que la eficacia real de este proceso no se ha comprendido del todo. Por muy joven que sea la investigación, los resultados son prometedores y apuntan a la nanotecnología como el camino a seguir en el tratamiento de diversas enfermedades cerebrales.
El ultrasonido focalizado mejorado con microburbujas cargadasEditar
Las microburbujas son pequeñas «burbujas» de monolípidos que son capaces de atravesar la barrera hematoencefálica. Forman una burbuja lipofílica que puede atravesar fácilmente la barrera. Sin embargo, un obstáculo es que estas microburbujas son bastante grandes, lo que impide su difusión en el cerebro. Esto se contrarresta con un ultrasonido focalizado. Los ultrasonidos aumentan la permeabilidad de la barrera hematoencefálica al provocar interferencias en las uniones estrechas en zonas localizadas. Esto, combinado con las microburbujas, permite un área de difusión muy específica para las microburbujas, ya que sólo pueden difundirse donde el ultrasonido interrumpe la barrera. La hipótesis y la utilidad de estas es la posibilidad de cargar una microburbuja con un fármaco activo para que se difunda a través de la barrera y se dirija a una zona específica. Hay varios factores importantes para que esto sea una solución viable para la administración de fármacos. El primero es que la microburbuja cargada no debe ser sustancialmente mayor que la burbuja sin carga. Esto asegura que la difusión será similar y que la disrupción del ultrasonido será suficiente para inducir la difusión. Un segundo factor que debe determinarse es la estabilidad de la microburbuja cargada. Es decir, si el fármaco queda totalmente retenido en la burbuja o si hay fugas. Por último, hay que determinar cómo se va a liberar el fármaco de la microburbuja una vez que atraviese la barrera hematoencefálica. Los estudios han demostrado la eficacia de este método para hacer llegar los fármacos a lugares específicos del cerebro en modelos animales.