Las microcápsulas biodegradables liberan factor de crecimiento nervioso para guiar el desarrollo neuronal
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
Investigadores de Skoltech y sus colegas han demostrado que las microcápsulas biodegradables creadas mediante nanoingeniería pueden guiar el desarrollo de las neuronas del hipocampo en un experimento in vitro. Las microcápsulas liberan el factor de crecimiento nervioso, un péptido necesario para el crecimiento de las neuronas. El artículo que describe este trabajo se publicó en la revista Pharmaceutics.
Muchas afecciones neurodegenerativas que pueden conducir a trastornos graves están asociadas con niveles reducidos de factores de crecimiento en el cerebro, neuropéptidos que ayudan a las neuronas a crecer, proliferar y sobrevivir. Algunos estudios clínicos de las enfermedades de Alzheimer y Parkinson han demostrado que la administración de estos factores de crecimiento a neuronas degenerativas específicas puede tener un efecto terapéutico. Sin embargo, es bastante difícil de hacer en la práctica; cuando se toman sistémicamente, como un fármaco típico, pueden tener dificultad para penetrar la barrera hematoencefálica y efectos secundarios graves. Y el uso de virus para administrarlos como una forma de terapia génica significa que uno no puede detener fácilmente el tratamiento una vez que se inicia, lo que también genera problemas de seguridad.
Olga Sindeeva y Gleb Sukhorukov de Skoltech y la Universidad Queen Mary de London, junto con sus colegas, decidió intentar usar la entrega dirigida en forma de microcápsulas con un tamaño promedio de 2 a 3 micrómetros que llevaban uno de estos neuropéptidos, el factor de crecimiento nervioso (NGF), directamente al lugar necesario. Para producir las cápsulas, el equipo utilizó poli-L-arginina y dextrano y la técnica de capa por capa, cuando se depositan películas muy delgadas, como su nombre indica, capa por capa para formar una cápsula. Estudios anteriores demostraron que estas cápsulas son biocompatibles y pueden funcionar correctamente tanto en cortes de tejido como en roedores, sin efectos adversos detectables.
«La encapsulación a través de la tecnología Layer-by-Layer (LbL) tiene una ventaja, primero sobre todo, en su versatilidad, lo que significa la posibilidad de adaptar diferentes funciones a la cubierta de las cápsulas e incorporar varias cargas Además, a diferencia de muchos otros métodos de encapsulación, la encapsulación LbL se procesa en condiciones acuosas, lo que es absolutamente compatible con moléculas tan frágiles como algunos péptidos, proteínas y, en particular, factores de crecimiento», dijo Sukhorukov.
Para su nuevo experimento, los investigadores utilizaron cultivos de neuronas del hipocampo de rata, que se estudiaron después de agregar las microcápsulas. Resultó que el NGF que se les administró impulsó el crecimiento neuronal de manera bastante significativa, y este nuevo crecimiento no fue arbitrario sino más bien dirigido hacia los grupos de microcápsulas. NGF también mejoró la ramificación de neuritas, un proceso que conduce a la formación de axones y dendritas, los principales elementos funcionales de una neurona. Finalmente, las neuronas tratadas con NGF en microcápsulas pudieron formar sinapsis funcionales. Si este enfoque funciona en aplicaciones clínicas, puede significar una reversión de la neurodegeneración observada en muchas enfermedades.
«Las propiedades de las microcápsulas LbL se pueden ajustar según la aplicación. Por lo tanto, la biocompatibilidad, la degradación y la liberación controlada son definido por la elección de los polímeros utilizados en la composición de la cubierta de la cápsula. La liberación controlada también podría lograrse mediante estímulos externos como ultrasonido, láser o un campo magnético», señaló Gleb Sukhorukov.
El equipo planea probar su tecnología de liberación controlada de NGF para una pronta recuperación tras una lesión neural. Estudios anteriores también mostraron que un enfoque similar puede funcionar con otros factores de crecimiento, como el factor de crecimiento de fibroblastos básico, una proteína involucrada en una serie de procesos biológicos, incluido el desarrollo embrionario y la reparación de tejidos.
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Desarrollando mejores técnicas de fabricación para microcápsulas sensibles al pH Más información: Olga Kopach et al. Las microcápsulas biodegradables cargadas con factor de crecimiento nervioso permiten la orientación de neuritas y la formación de sinapsis, Farmacéutica (2020). DOI: 10.3390/pharmaceutics13010025 Proporcionado por el Instituto de Ciencia y Tecnología Skolkovo Cita: Las microcápsulas biodegradables entregan factor de crecimiento nervioso para guiar el desarrollo neuronal (2021, 16 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com /news/2021-02-biodegradable-microcapsules-nerve-growth-factor.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.