30 de diciembre de 2014

Identificados nuevos agentes para encapsular el óxido nítrico para su administración como fármacos

MADRID, 30 Dic. (EUROPA PRESS) -

Un grupo de científicos dirigido por expertos del Instituto Lavoisier de la Universidad de Versailles, en Francia, han identificado una manera estable de envolver un gas químico conocido como óxido nítrico en un armazón metal orgánico. Esta cápsula química puede permitir a los médicos administrar óxido nítrico de una forma más altamente controlada a los pacientes, lo que sugiere nuevos enfoques para el tratamiento de infecciones peligrosas y condiciones del corazón con esta sustancia biológicamente activa.

No debe confundirse con los anestésicos químicamente distintos que utilizan los dentistas, su primo el óxido nitroso (NO2), también conocido como gas de la risa. El óxido nítrico (NO) es una de las pocas moléculas de gas que se sabe que están involucradas en las vías de señalización biológica, los engranajes fisiológicos del cuerpo. Es muy activo biológicamente y se puede encontrar en las células de bacterias, plantas, animales y hongos.

En los seres humanos, NO es un potente vasodilatador, aumentando el flujo sanguíneo y disminuyendo la presión vascular. Por esta razón, el NO gaseoso se usa a veces para tratar la insuficiencia respiratoria en recién nacidos prematuros. También tiene una fuerte potencia antibacteriana, debido a su acción molecular como biológicamente perjudicial para los radicales libres y las células del sistema inmune humano producen naturalmente NO como una forma de matar a los patógenos invasores.

Además, se cree que el óxido nítrico es el principal neurotransmisor vasoactivo que regula la erección masculina, de forma que el envejecimiento de los nervios con una reducción de la estimulación puede inhibir la liberación de la molécula, causando la disfunción eréctil. Por supuesto, esto se puede cambiar tomando suplementos de óxido nítrico para lograr una erección.

Si bien esta actividad parece hacer a NO un candidato primordial para el diseño de fármacos, el problema es su dispensación porque se trata de un gas. En los últimos años, la capacidad de almacenamiento del gas y su biocompatibilidad con infraestructuras metal orgánicas, compuestos solubles que constan de iones de metales y productos químicos orgánicos rígidos que pueden atrapar de manera estable las moléculas de gas, han ganado mucha atención como candidatos para la administración de fármacos a base de gas.

El nuevo trabajo, cuyos resultados se publican en 'APL Materials', se extiende va más lejos que nunca en este aspecto, desmostrando que estos armazones organometálicos pueden almacenar y administrar NO lentamente durante una cantidad de tiempo sin precedentes, algo que es clave para la acción antitrombogénica de este fármaco.

"Este es un método elegante y eficiente para almacenar y entregar grandes cantidades de NO con efectos antibacterianos --subraya Christian Serre, director de investigación del CNRS en el Instituto Lavoisier de Versalles--. O se puede liberar cantidades controladas de óxido nítrico a muy bajo nivel biológico por un periodo prolongado de tiempo, con el fin de utilizarlo como una manera de inhibir la agregación plaquetaria".

El equipo de Serre ha informado anteriormente del uso de sólidos híbridos porosos, tales como infraestructuras organometálicas, para la distribución controlada de gas de óxido nítrico. Su trabajo actual se centra en cápsulas de derivados de policarboxilatos de hierro.

Serre y su grupo trabajaron en colaboración con el equipo de Russell Morris de la Universidad de St Andrews en Escocia e investigadores de la Universidad de Baja Normandía en Francia. Los científicos analizaron las propiedades de adsorción de NO y la liberación desde varios marcos biodegradables y biocompatibles porosos organometálicos de carboxilato de hierro mediante el uso de análisis de espectroscopia de infrarrojos, adsorción y desorción isotermas y ensayos de liberación desencadenada con agua.

Al hacerlo, confirmaron la gran capacidad de absorción de óxido nítrico de las cápsulas de hierro, y que el NO se estaba uniendo fuertemente a los sitios de metal ácidos en las moléculas. También vieron que reducir parcialmente el hierro (III) a hierro (II) aumenta la afinidad de las moléculas de NO a la cápsula. Esta fuerte interacción permite una liberación controlada durante un estado prolongado de tiempo al día a nivel biológico. Esta escala de tiempo depende tanto de la estructura del marco de metal orgánico como del estado de oxidación del hierro, que puede ser calibrado cuidadosamente como sea necesario para el tratamiento con fármacos.

Estas actuaciones, asociadas con el carácter biodegradable y la baja toxicidad de estos armazones organometálicos, podrían allanar el camino para su uso en terapias médicas o formulaciones cosméticas, uno de los objetivos del consorcio de Serre en un futuro próximo. El trabajo actual y futuro incluye el uso de otros experimentos espectroscópicos para entender el complejo comportamiento de los marcos de hierro una vez cargados de óxido nítrico.