Desarrollo de liposomas magnéticos para la mejora de la quimioterapia contra el cáncer de colon

Resumen

El desarrollo de sistemas transportadores de fármacos ha alcanzado en Biomedicina un papel muy importante, concretamente en la terapia de enfermedades severas como el cáncer o la artritis reumatoide, por citar dos importantes ejemplos. Las ventajas del uso de la Nanotecnología con fines farmacéuticos provienen esencialmente de la versatilidad de los métodos de formulación desarrollados para la obtención de una amplia variedad de coloides basados en nanopartículas en dispersión acuosa. Así, las nanoplataformas obtenidas pueden presentar diferentes geometrías, estructuras y propiedades fisicoquímicas, según las necesidades biomédicas en cuestión. El presente trabajo de investigación tiene como objetivo central el diseño de un sistema liposomal con capacidad de respuesta a gradientes magnéticos aplicados, que permita el transporte eficaz de fármacos hasta una célula o tejido diana. Con este fin se realizó un estudio exhaustivo de las condiciones óptimas que permitieran obtener nanocompuestos biodegradables y biocompatibles constituidos por núcleos magnéticos de óxido de hierro (maghemita) embebidos en una matriz vesicular (liposoma basado en L-α-fosfatidilcolina). El desarrollo de un procedimiento de formulación reproducible se basó en una exhaustiva caracterización fisicoquímica, que incluyó el análisis del efecto de la relación maghemita:matriz liposomal (masa:masa) en la obtención del mejor recubrimiento de los núcleos magnéticos, la caracterización del tamaño y forma, estructura y composición química, características electrocinéticas y termodinámicas superficiales, propiedades magnéticas, y propiedades reológicas del coloide. Los datos obtenidos en la realización de esta extensa batería de pruebas demuestran la eficacia de la metodología de preparación desarrollada y la identificación de la relación de masas 4:2 (maghemita: L-α-fosfatidilcolina) como la idónea en utilizar en la preparación de los nanocompuestos con una adecuada respuesta magnética. Adicionalmente, la electroforesis demuestra ser una técnica muy adecuada en la caracterización del importante efecto que tiene la composición del medio de dispersión en el control de las propiedades eléctricas superficiales del coloide. De esta manera, cabría esperar la obtención de nanosistemas floculados o defloculados según las necesidades concretas de la formulación farmacéutica. Medidas electrocinéticas también resultan ser útiles para evaluar cualitativamente la estabilidad de la nanoformulación a diferentes valores de pH, y para establecer el tipo de incorporación del fármaco en los magnetoliposomas (absorción en matriz). Por último, parece interesante detectar que este estudio electrocinético asentó las bases que permitían proponer un mecanismo de formación para los magnetoliposomas. Se observó también como el coloide presentaba un comportamiento newtoniano y una adecuada respuesta magnética para su uso en Biomedicina. A continuación, se evaluó la capacidad de los magnetoliposomas como nanosistemas transportadores de fármacos. El principio activo seleccionado para este fin fue el glucocorticoide Prednisolona. Su selección en el contexto del cáncer de colon proviene de la aparente implicación que los glucocorticoides tienen a nivel del microambiente tumoral en el control de la neovascularización y crecimiento de la masa cancerosa. Mediante un método validado de espectrofotometría ultravioleta-visible se caracterizó la incorporación de este agente terapéutico a nivel matricial (absorción), evaluándose el efecto de la concentración de fármaco sobre su carga por los magnetoliposomas. Identificadas las condiciones óptimas de vehiculización, se procedió a estudiar el proceso de liberación in vitro del glucocorticoide. En este estudio se identificó que la liberación de Prednisolona desde los liposomas magnéticos seguía un proceso bifásico o sostenido en el tiempo, ideal para un nanosistema transportador de fármacos. La última etapa del trabajo de investigación se centró en la realización de un estudio preliminar para caracterizar la biocompatibilidad de los magnetoliposomas y su captación por las células tumorales diana. El coloide magnético resultó ser hemocompatible a priori y no presentó toxicidad per se en linfocitos humanos y en las líneas celulares CCD-18 (de fibroblastos de colon humano), T-84 (de carcinoma de colon humano), RAW 264.7 (de macrófagos murinos) y linfocitos humanos. Por último, los estudios in vitro de internalización celular demostraron que los magnetoliposomas eran captados eficientemente por las células T-84 mediante endocitosis, lo que podría avalar un eficiente transporte de fármacos al interior de las células malignas que constituyen la masa tumoral. Además, mediante la exposición a un campo magnético aplicado se comprobó que podría inducirse el movimiento, migración magnética de las células cargadas con los magnetoliposomas, propiedad aprovechable en la filtración o separación magnética de células malignas. Los hallazgos de este trabajo de investigación avalan el diseño de un coloide magnético que podría contar con importantes aplicaciones en Biomedicina.