Un implante experimental busca mejorar la llegada de fármacos al cerebro tras una cirugía por glioblastoma

    MADRID, 27 Oct. Diario Dia –

   Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts de Estados Unidos, más conocido como MIT, han diseñado un dispositivo implantable para la administración de fármacos que, según esperan, podría ayudar a prevenir la recurrencia del glioblastoma.

   Su dispositivo contiene un reservorio que libera fármacos durante un período prolongado, junto con transductores de ultrasonido que utilizan ondas sonoras para facilitar la difusión de los fármacos por el cerebro y sortear la barrera hematoencefálica.

UN IMPLANTE QUE COMBINA FÁRMACOS Y ULTRASONIDOS

    Tal y como se describe en un artículo publicado en la revista ‘Device’, dicho dispositivo podría implantarse en el cerebro durante una cirugía y liberar gradualmente fármacos que ayudarían a eliminar las células tumorales restantes. Tras la implantación, un controlador inalámbrico permitiría programar las dosis exactas de ultrasonido que se administrarán, ampliando así el alcance de la terapia.

   «Contamos con 24 transductores en un solo sistema de ultrasonido, lo que puede ayudar a que un fármaco determinado atraviese la barrera hematoencefálica y mejore su infusión. El dispositivo también ofrece a los médicos opciones en cuanto al tamaño, la longitud y el número de infusiones», desarrolla Canan Dagdeviren, profesora asociada de artes y ciencias de los medios en el MIT y autora principal del estudio.

   De esta forma, los investigadores demostraron que su dispositivo de ultrasonido permite que las moléculas se propagaran más lejos después de ser liberadas, tanto en modelos de tejido como en un estudio con rotones.

   Los fármacos de quimioterapia suelen administrarse en forma de pastillas o mediante infusión intravenosa, pero en los últimos años, los científicos han desarrollado implantes de fármacos, como placas e hidrogeles, que pueden implantarse directamente en el cráneo. Esto puede ayudar a eliminar los efectos secundarios de la quimioterapia y garantizar que una mayor concentración del fármaco llegue al cerebro. Estos dispositivos funcionan mediante la difusión pasiva de fármacos, pero el equipo del MIT quería diseñar un nuevo dispositivo que permitiera un mayor control del momento de liberación del fármaco. También querían incorporar matrices de ultrasonido para mejorar la distribución de las moléculas del fármaco.

PRUEBAS PRELIMINARES EN MODELOS DE TEJIDO Y RATONES

    Investigaciones previas han demostrado que el ultrasonido ayuda a dispersar las moléculas de los fármacos de forma más amplia, al crear flujos convectivos que facilitan su desplazamiento a mayores distancias. Las oscilaciones mecánicas generadas por las ondas ultrasónicas también aumentan temporalmente la permeabilidad de la barrera hematoencefálica, lo que ayuda a que las moléculas de los fármacos lleguen al cerebro.

   Las investigadoras habían diseñado previamente una cánula diminuta, tan fina como un cabello humano, que podía implantarse en el cerebro para administrar fármacos. También crearon un implante llamado ImPULS, que utiliza pequeños transductores de ultrasonido para proporcionar estimulación cerebral profunda.

   En el nuevo estudio, el equipo de investigación combinó estas tecnologías para crear LUCID (Dispositivo de Inyección Convectiva Mejorada por Ultrasonido a Largo Plazo), un implante flexible tan delgado como una hoja de cartulina. Una cánula de administración de fármacos se imprime en 3D directamente sobre una matriz de 24 transductores de ultrasonido en miniatura. Estos transductores generan ondas ultrasónicas justo en la punta de la aguja, lo que ayuda a que las moléculas del fármaco se difundan más profundamente en el tejido después de su liberación.

   «Lograr que un fármaco llegue al cerebro es solo una parte del desafío. También debe distribuirse por el tejido circundante. Hemos integrado un canal de administración y una pequeña matriz de ultrasonidos en un solo implante para ayudar a que las moléculas alcancen un área mayor, incluso durante la infusión lenta», explican las autoras.

   El depósito del implante contiene aproximadamente 100 microlitros de líquido, y la infusión se realiza mediante una bomba osmótica pasiva. El ultrasonido se puede controlar de forma inalámbrica mediante Bluetooth. El dispositivo también incluye una pequeña batería recargable inalámbricamente.

En pruebas realizadas con un «fantasma de tejido» (un material gelatinoso diseñado para imitar el tejido humano), los investigadores demostraron que la administración asistida por ultrasonido dispersaba las moléculas del fármaco mucho más lejos que cuando los fármacos se administraban sin ultrasonido.

   «Al mejorar esa distribución de forma local y programable mediante ultrasonidos, se puede reducir la toxicidad sistémica en los órganos no afectados, al tiempo que la terapia que se está utilizando tiene mayores probabilidades de llegar a las células tumorales que se encuentren dentro del área afectada», apuntan las autoras.

   Las investigadoras también probaron su sistema en ratones, utilizándolo para administrar un agente de contraste para resonancia magnética. Cuando se activó el conjunto de ultrasonidos, el agente de contraste se extendió más por el cerebro que cuando no se utilizaron ultrasonidos.

   Según las investigadoras, si se desarrollara para su uso en pacientes, la cánula para la administración del fármaco y el conjunto de ultrasonidos se colocarían dentro del cráneo, mientras que la parte del dispositivo que contiene la batería y otros componentes electrónicos podría quedar fuera del cráneo.

   Además de administrar fármacos de molécula pequeña, esta tecnología también podría utilizarse para administrar inmunoterapias o ácidos nucleicos, incluidas las terapias génicas. Asimismo, podría emplearse potencialmente en órganos distintos del cerebro.

   «Comenzamos con el cerebro como continuación de nuestra tecnología ImPULS, pero eventualmente esta podrá utilizarse para otros tratamientos de tejidos blandos, para diferentes tipos de fármacos y para distintas intervenciones en tejidos profundos del cuerpo. Estamos demostrando que podemos distribuir cualquier tipo de carga útil de una manera más eficaz», finalizan las autoras.

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