Los científicos injertan biopolímeros
multifuncionales en la superficie exterior de marcos nanométricos de metal y
orgánicos para mejorar su furtividad
Aunque los científicos han intentado desarrollar nuevos sistemas de
administración de medicamentos, como liposomas, nanoemulsiones, nanopartículas
y micelas, la eficiencia y la liberación dirigida del medicamento siguen
siendo obstáculos importantes para su éxito.
Los nanomateriales híbridos porosos cristalinos, o marcos nanométricos
de metal y orgánico (nanoMOF), son
materiales similares a esponjas que han demostrado una notable capacidad de
carga y facilitan la liberación constante de una gran variedad de moléculas
activas en medios fisiológicos relevantes.
Sin embargo, la aplicación de nanoMOFs en biomedicina requiere un
control sobre su superficie externa que interactúe directamente con las células
y los tejidos, un factor que determinaría su seguridad, biodistribución y
eficacia. Por lo tanto, la modificación de la superficie externa de los
nanotransportadores de MOF con polímeros biocompatibles podría conferir una
ventaja biomédica crucial, de modo que su reconocimiento y eliminación de las
células inmunes innatas fagocíticas es mínima, lo que les permite acceder al
sitio objetivo del fármaco.
La ingeniería de las superficies externas de los nanoMOF ha sido
ampliamente explorada; sin embargo, las metodologías de recubrimiento
propuestas hasta ahora a menudo carecen de selectividad o generan una pérdida
significativa de porosidad, que a su vez afecta el rendimiento del
nanotransportador.
Otro inconveniente importante es la escala sintética típicamente
limitada, que evita que las metodologías de recubrimiento actuales tengan una
aplicación adicional.
Los autores describen cómo logran el injerto
selectivo de biopolímeros multifuncionales (polietilenglicol (PEG) y ácido
hialurónico) en la superficie externa de los nanoMOF. La
técnica se basa en la metodología ya patentada GraftFast®, y da como resultado
un proceso sencillo y biocompatible que permite la funcionalización exitosa y
escalable de la superficie externa.
El método de recubrimiento descrito
en el estudio es único, en comparación con otros métodos descritos
anteriormente, ya que i) se ha demostrado que es eficaz en varios nanoMOF de
diferentes naturalezas químicas y topologías, ii) preserva la porosidad de los
nanoMOF, iii) conduce a recubrimientos homogéneos y altamente estables que
confieren una mayor resistencia química y coloidal a los nanoMOF en condiciones
fisiológicas, y iv) permite adaptar el método a la producción a gran escala.
Es importante destacar que decorar la superficie exterior de las
nanopartículas de MOF con moléculas de PEG utilizando GraftFast resultó en una
respuesta inmune más baja y redujo la fagocitosis de macrófagos in vitro, lo
que podría explicar los tiempos de circulación más largos del portador
observado en el estudio.
En el futuro, se requieren más
investigaciones sobre estos nanotransportadores de MOF diseñados para validar
sus actividades in vivo.
El método de ingeniería de superficie nanoMOF propuesto abre
nuevas vías en el procesamiento de estos materiales, al comenzar a comprender
sus interacciones con otros entornos (por ejemplo, materiales compuestos o las
condiciones requeridas para otras aplicaciones).
Los autores creen que "Estos resultados son un paso clave en
el camino hacia el uso práctico de las nanopartículas de MOF en campos
relevantes como la biomedicina y la separación". Por ejemplo, se
podrían formar membranas de matriz mixta adecuadas con propiedades
interfaciales mejoradas para la separación.
El trabajo investigativo de Mónica
Giménes-Marqué, Elena Bellido, Thomas Berthelot,Teresa Simón-Yarza, Tania
Hidalgo, Rosana Simón-Vázquez, África González-Fernández, et al, se encuentra
bajo el nombre “GraftFast
Surfase Enginneering to Improve MOF Nanoparticles Furtiveness”, en
Wiley Online Library – Small – 09.agosto.2018 – DOI.org/10.1002/smll.201801900
