Nanopartículas lipídicas: sistemas de administración de medicamentos versátiles y sofisticados
Desde el descubrimiento de los liposomas de primera generación en la década de 1960, las nanopartículas lipídicas (NPL) han evolucionado muchísimo. Las nanopartículas lipídicas se usan principalmente como vehículos terapéuticos en la industria farmacéutica, aunque tienen aplicaciones en otros campos, como el de la captura de imágenes médicas, la cosmética, la nutrición y la agricultura, si bien a menor escala.
Desde hace décadas, las nanopartículas lipídicas se usan con frecuencia en el sector farmacéutico. Comparadas con otros sistemas de administración de vacunas y genes, son más fáciles de fabricar, menos inmunogénicas y pueden transportar cargas útiles mayores, lo que las convierte en portadoras eficaces y eficientes para distintos tipos de tratamientos, como los de moléculas pequeñas, proteínas y ácidos nucleicos.
Recientemente, las nanopartículas lipídicas captaron la atención internacional por su papel en dos vacunas de ARNm aprobadas para la COVID en las que facilitan la administración precisa del ARNm, lo que las convierte en una tecnología de vanguardia en el ámbito de las plataformas vacunales. Al margen de los tratamientos basados en el ARNm, las nanopartículas lipídicas pueden desempeñar un papel esencial en otras áreas terapéuticas. De hecho, ya se han aprobado varias nanopartículas lipídicas para la administración de tratamientos para diversas patologías (figura 1). En esta entrada, exploraremos brevemente el uso de nanopartículas lipídicas en los tratamientos antineoplásicos.
Aplicaciones de las nanopartículas lipídicas en los tratamientos antineoplásicos
CAS Content Collection™ nos ha permitido revisar la distribución de las áreas de tratamiento que usan formulaciones con nanopartículas lipídicas (figura 2). Hemos comprobado que los efectos de los tratamientos antineoplásicos concentran la mayor proporción del uso de los fármacos a base de nanopartículas lipídicas (un 46 %), lo que indica su importante papel en esta área. El uso más frecuente de las formulaciones antineoplásicas con nanopartículas lipídicas se da en el cáncer de mama (>25 %), seguido del cáncer de ovario y el cáncer de pulmón (ambos con un 10 %).
Las nanopartículas lipídicas se han asociado con numerosos beneficios terapéuticos que las hacen idóneas para la administración de fármacos antineoplásicos:
También se ha comprobado que las nanopartículas lipídicas mejoran la eficacia de los tratamientos antineoplásicos por medio de lo que se conoce como efecto de permeabilidad y retención (EPR) aumentadas. Las nanopartículas lipídicas pueden atravesar fácilmente los vasos sanguíneos del tumor a causa de su mayor permeabilidad, debida a una angiogénesis rápida, pero defectuosa. Esto favorece una acumulación selectiva de nanopartículas lipídicas en los tumores cuando se administran por vía intravenosa mediante una inyección directa, aunque los datos varían de unas vías de administración a otras. Además, el drenaje linfático disfuncional de los tumores mejora la retención de las nanopartículas lipídicas, cuya acumulación hace posible la liberación selectiva de agentes antineoplásicos en el interior de las células tumorales.
A fin de entender mejor la aplicabilidad de las nanopartículas lipídicas en diferentes tratamientos, se usó CAS Content Collection™ para correlacionar los distintos procesos de formulación de nanopartículas lipídicas con los tratamientos en los que se pueden aplicar: se descubrió que los inmunoliposomas y los liposomas furtivos eran los tipos de nanopartículas lipídicas más frecuentes para los tratamientos antineoplásicos.
Un ejemplo de un tratamiento antineoplásico con liposomas furtivos muy eficaz es DOXIL® (inyección de doxorubicina HCl liposomal), el primer fármaco liposomal desarrollado para el tratamiento del cáncer de ovario avanzado, el mieloma múltiple y el sarcoma de Kaposi asociado al VIH. Las nanopartículas lipídicas usadas en DOXIL® emplean el efecto EPR para superar las propiedades cardiotóxicas del potente agente antineoplásico, la doxorubicina, mientras que las nanopartículas estabilizadas con ésteres alargan el tiempo de circulación en el plasma humano.
En cuanto a la investigación actual y futura, varios ensayos clínicos de fase I/II están estudiando actualmente formulaciones de nanopartículas lipídicas como dianas de inmunoterapia del cáncer en diversos tumores sólidos, como el melanoma, el glioblastoma en adultos, el cáncer gastrointestinal y el cáncer genitourinario, por mencionar solo algunos, lo que pone de manifiesto el amplio uso clínico de estos tratamientos.
Los liposomas sensibles a estímulos son otra tecnología que se está investigando para mejorar la administración de fármacos en tumores. Están diseñados para liberarse en ellos cuando se dan determinados estímulos fisicoquímicos o bioquímicos. Ejemplos de esto son la doxorubicina (estímulos: temperatura/pH), 5-fluorouracilo (estímulo: campo magnético) y AMD3100 (estímulo: irradiación con láser).
El futuro de las nanopartículas lipídicas en el campo emergente de la nanomedicina
El campo de la nanomedicina ha experimentado importantes avances como tratamiento farmacológico moderno con numerosas aplicaciones que van más allá del cáncer. La nanomedicina ha ayudado a mejorar la eficacia, la capacidad selectiva y la biodistribución de los sistemas de transporte de medicamentos convencionales reduciendo a la vez sus limitaciones.
Con toda probabilidad, el uso de nanopartículas lipídicas en medicina se seguirá ampliando y es especialmente prometedor en la medicina genética, en la que la edición genética, el desarrollo de vacunas y la inmunooncología requieren la capacidad de introducir ácidos nucleicos en las células de un modo eficiente. Se están desarrollando diseños de nanotransportadores más sofisticados y multifuncionales para responder a las necesidades de medicamentos personalizados; es decir, la correcta administración de un fármaco con independencia de las barreras biológicas relacionadas con la edad, el estado de la enfermedad y las enfermedades concurrentes que pueda tener el paciente.
Las nanopartículas lipídicas, en constante desarrollo, son sin duda una de las áreas más ventajosas y prometedoras de la nanotecnología moderna.
Tenchov R, et al. Lipid nanoparticles - From liposomes to mRNA vaccine delivery, a landscape of research diversity and advancement. ACS Nano. 28 de junio de 2021. doi: 10.1021/acsnano.1c04996. Publicado en línea con anterioridad a la versión impresa.
