Las nanopartículas de oro pueden penetrar profundamente en las células cerebrales.

Las nanopartículas de oro pueden penetrar profundamente en las células cerebrales.

Un nuevo estudio demuestra el potencial de usar nanopartículas de oro ultrapequeñas para obtener imágenes o distribuir fármacos en el cerebro.

Como su nombre indica, la barrera hematoencefálica proporciona una defensa contra cualquier agente infeccioso y toxina que se encuentre en nuestra sangre. Pero uno de los mayores desafíos para encontrar curas para enfermedades cerebrales, como tumores, derrames cerebrales y demencia, es que no existe una forma realmente efectiva de obtener tratamientos para superarlo.

Los sistemas de administración de nanopartículas ofrecen nuevas y prometedoras oportunidades para transportar moléculas de fármacos a través de la barrera hematoencefálica. Debido a su pequeño tamaño (<2 nm), las nanopartículas de oro ultrapequeñas pueden ser particularmente adecuadas para transportar sustancias a las células.

En los últimos años, los sistemas avanzados de cultivo celular tridimensional, como los esferoides multicelulares, han surgido como herramientas poderosas para probar la penetración de terapias potenciales. En los esferoides cerebrales tridimensionales, la barrera hematoencefálica es simulada por la capa externa, que evita el movimiento de fármacos o partículas desde el medio de crecimiento (la "sangre") al núcleo (el "cerebro").

 

Seguimiento de nanopartículas

En un nuevo estudio, publicado en Acta Biomaterialia, un equipo de investigadores investigó la capacidad de nanopartículas de oro ultrapequeñas para penetrar las células cerebrales en un modelo esferoide 3D del cerebro.1 Los investigadores prepararon tres tipos diferentes de nanopartículas de oro ultrapequeñas, cada una marcados con un tinte fluorescente diferente para permitirles rastrear su absorción en células o esferoides usando microscopía de barrido confocal.

El equipo utilizó agua ultrapura generada a partir de un sistema de purificación de agua de laboratorio ELGA PURELAB® para todas las etapas de síntesis y purificación, minimizando el riesgo de introducir contaminantes que puedan afectar sus resultados. Primero realizaron experimentos de cultivo celular en 2D para probar la capacidad de sus nanopartículas para penetrar en tres tipos diferentes de células cerebrales (astrocitos, pericitos y células endoteliales) cultivadas en la misma placa. Descubrieron que los tres tipos de nanopartículas entraban fácilmente en todos los tipos de células. Dos de ellos incluso lograron ingresar al núcleo, la parte central de la célula que contiene su ADN.

 

Entrar en la tercera dimensión

El equipo pasó a crear un modelo de esferoide en 3D del cerebro a partir de los mismos tres tipos de células. Demostraron que después de 120 horas, se autoagrupan en esferoides con el núcleo compuesto principalmente por astrocitos, cubiertos por pericitos, mientras que las células endoteliales forman la superficie externa.

Demostraron que los tres tipos de nanopartículas podían entrar en los esferoides, pero las moléculas de colorante no adheridas disueltas fallaron. Sin embargo, cuando agregaron una sustancia que abrió la capa externa del esferoide, los tintes no adherentes pudieron ingresar, lo que demuestra la presencia de una barrera hematoencefálica funcional.

 

Un nuevo y prometedor sistema de administración de fármacos

En este estudio, los investigadores sintetizaron con éxito tres tipos de nanopartículas de oro fluorescentes ultrapequeñas y demostraron que pueden penetrar células cerebrales cultivadas en cultivos 2D y 3D.

Las nanopartículas de oro ultrapequeñas ofrecen el potencial de convertirse en un sistema eficaz para administrar pequeñas biomoléculas y tintes a través de la barrera hematoencefálica, lo que ofrece la esperanza de tratamientos más eficaces para las personas con enfermedades cerebrales en el futuro.

 

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