{"id":12529,"date":"2023-04-17T11:46:42","date_gmt":"2023-04-17T16:46:42","guid":{"rendered":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=12529"},"modified":"2023-05-11T14:02:48","modified_gmt":"2023-05-11T19:02:48","slug":"drogas-y-genes-en-biomedicina","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=12529","title":{"rendered":"Env\u00edo dirigido de drogas y genes en biomedicina"},"content":{"rendered":"
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Cynthia Aracely Alvizo-Ba\u0301ez*, Luis Daniel Terrazas-Armenda\u0301riz*, Ashanti Concepcion Uscanga-Palomeque*, Cristina Rodri\u0301guez Padilla*, Juan Manuel Alcocer-Gonza\u0301lez*<\/p>\n

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CIENCIA UANL \/ AN\u0303O 26, No.119, mayo-junio 2023<\/p>\n

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DOI: https:\/\/doi.org\/10.29105\/cienciauanl26.119-4<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Descargar PDF<\/a><\/p>\n

RESUMEN<\/h4>\n
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Los sistemas de envi\u0301o dirigido de drogas y genes se definen como los mecanismos para introducir agentes terape\u0301uticos en el cuerpo; en los u\u0301ltimos an\u0303os se ha puesto mucha atencio\u0301n en el disen\u0303o de estos sistemas, con la finalidad de poder controlar dosis, que la entrega sea especi\u0301fica y, adema\u0301s, dirigida en el sitio deseado sin afectar o dan\u0303ar o\u0301rganos y tejidos sanos. Para ello se han propuesto y analizado minuciosamente varios me\u0301todos, algunos de e\u0301stos son: parti\u0301culas virales, liposomas, nanoacarreadores polime\u0301ricos y nanoparti\u0301culas magne\u0301ticas.<\/p>\n

Palabras clave: envi\u0301o dirigido, nanoacarreadores, parti\u0301culas virales, nanoparti\u0301culas magne\u0301ticas, liposomas.<\/p>\n<\/div>\n

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ABSTRACT<\/h4>\n
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Targeted drug and gene delivery systems are defined as mechanisms for introducing therapeutic agents into the body, and in recent years much attention has been placed on the design of these systems, with the aim of being able to control doses, ensuring that delivery is specific and also directed at the desired site without affecting or damaging healthy organs and tissues. For this, several systems have been proposed that have been thoroughly analyzed. Some of these are: viral particles, liposomes, polymeric nanocarriers, and magnetic nanoparticles.<\/em><\/p>\n

Keywords: targeted delivery, nanocarriers, viral particles, magnetic nanoparticles, liposomes.<\/em><\/p>\n<\/div>\n

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NANOACARREADORES BASADOS EN NANOPARTI\u0301CULAS<\/h4>\n
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Recientemente, la investigacio\u0301n en nanobiotecnologi\u0301a ha proporcionado numerosos avances ba\u0301sicos y aplicados en el sector de la salud. Se han desarrollado nanoacarreadores para la administracio\u0301n eficiente de fa\u0301rmacos con el fin de mejorar la especificidad del tratamiento, adema\u0301s de ser considerados como herramientas de diagno\u0301stico (Chamundeeswari, 2019). Hay diversos estudios en los que se utilizan diferentes tipos de nanoacarreadores para envi\u0301o dirigido de drogas y genes, estos incluyen liposomas, parti\u0301cula\u00a0viral, nanoparti\u0301cula magne\u0301tica, carbon dots<\/em> (CDs) y nanoparti\u0301culas polime\u0301ricas.<\/span><\/p>\n

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Para caracterizar los nanoacarreadores y definir si cumplen con las caracteri\u0301sticas o\u0301ptimas para la interaccio\u0301n con los sistemas biolo\u0301gicos, por ejemplo, que no sean to\u0301xicos, no inmunoge\u0301nicos, que sean estables tanto in vitro<\/em> como in vivo<\/em>, biodegradables, etce\u0301tera, es necesario saber su taman\u0303o, forma, carga, presencia de grupos funcionales y composicio\u0301n qui\u0301mica, para lo cual se utilizan diferentes te\u0301cnicas como la microscopi\u0301a electro\u0301nica de transmisio\u0301n, microscopi\u0301a de fuerza ato\u0301mica, DLS, eficiencia de encapsulacio\u0301n, potencial zeta, FTIR, rayos X, entre otras (Mourdikoudis et al<\/em>., 2018; Sharma y Marbaniang, 2019).<\/p>\n

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PARTI\u0301CULAS VIRALES<\/h4>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Figura 1. Estructura de una part\u00edcula viral.<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Las parti\u0301culas virales son nanoestructuras multime\u0301ricas, cuyo taman\u0303o oscila entre 0.1 y 100 nm. Estas parti\u0301culas se construyen de protei\u0301nas virales estructurales, capso\u0301meros y son libres de material gene\u0301tico (figura 1). El conocimiento fisicoqui\u0301mico de los virus, su estructura y composicio\u0301n, puede permitir la capacidad de manipular sus protei\u0301nas estructurales para sintetizar parti\u0301culas virales con las caracteri\u0301sticas requeridas. Por medio de la ingenieri\u0301a de protei\u0301nas, a trave\u0301s de mutaciones sitio dirigidas, es posible llevar a cabo la bioconjugacio\u0301n qui\u0301mica de la ca\u0301pside (Chung et al<\/em>., 2020). Adema\u0301s, poseen la habilidad de encapsular a\u0301cidos nuclei\u0301cos y otras mole\u0301culas de taman\u0303o pequen\u0303o. Pueden actuar como vesi\u0301culas de envi\u0301o dirigido para llegar a ce\u0301lulas blanco-especi\u0301ficas (Zdanowicz et al<\/em>., 2016). En an\u0303os recientes, varios grupos de investigadores han mostrado que parti\u0301culas virales pueden entregar drogas quimioterape\u0301uticas, siRNAs, RNA, protei\u0301nas y pe\u0301ptidos (Rohovie et al<\/em>., 2017).<\/p>\n

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LIPOSOMAS<\/h4>\n
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Figura 2. Estructura de un liposoma.<\/p><\/div>\n

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Los liposomas son vesi\u0301culas esfe\u0301ricas que consisten en una o ma\u0301s bicapas conce\u0301ntricas de fosfoli\u0301pidos que encierran un nu\u0301cleo acuoso con los grupos de cabeza polar orientados hacia la fase acuosa interna y externa (asemejando a la membrana celular; Nisini et al<\/em>., 2018). La estructura organizada de los liposomas le otorga la capacidad u\u0301nica de cargar y entregar mole\u0301culas con diferente solubilidad, mole\u0301culas hidrofi\u0301licas en el nu\u0301cleo acuoso interno, mole\u0301culas hidrofo\u0301bicas en la bicapa lipi\u0301dica y mole\u0301culas anfifi\u0301licas en la interfase agua\/bicapa lipi\u0301dica (figura 2; Laouini et al<\/em>., 2012).<\/p>\n

Con esas caracteri\u0301sticas, los liposomas, desde los an\u0303os sesenta, hasta la fecha, siguen siendo considerados como un poderoso sistema de administracio\u0301n de fa\u0301rmacos debido a su estructura tan versa\u0301til, asi\u0301 como por su naturaleza no to\u0301xica ni inmunoge\u0301nica, adema\u0301s de su biocompatibilidad y biodegradabilidad (Mathiyazhakan et al<\/em>., 2018). Por otra parte, los liposomas poseen algunas ventajas adicionales: a)<\/em> transporte de\u00a0grandes cargas de fa\u0301rmacos, b)<\/em> capacidad de autoensamblaje y c)<\/em> una amplia gama de propiedades fisicoqui\u0301micas y biofi\u0301sicas que pueden modificarse para controlar sus caracteri\u0301sticas biolo\u0301gicas (Sercombe et al<\/em>., 2015).<\/span><\/p>\n

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Es importante mencionar que la eficacia de los liposomas depende de la naturaleza de sus componentes, su taman\u0303o, carga superficial y organizacio\u0301n lipi\u0301dica (Bazzuto y Molinari, 2015). Se dice que la clave para que los liposomas sean eficaces depende de su estabilidad. E\u0301sta se considera la principal preocupacio\u0301n para los pasos de preparacio\u0301n, almacenamiento y administracio\u0301n de liposomas (Laouini et al.<\/em>, 2012b). Por lo que su formulacio\u0301n, produccio\u0301n y esterilizacio\u0301n son a\u0301reas de oportunidad importantes en investigacio\u0301n.<\/p>\n

Existen 13 productos farmacolo\u0301gicos liposomales aprobados por la FDA para ca\u0301ncer de ovario, leucemia linfobla\u0301stica, infecciones por hongos, entre otras (Kim, 2016).<\/p>\n

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NANOACARREADORES POLIME\u0301RICOS<\/h4>\n
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Figura 3. Estructura de un nanoacarreador polim\u00e9rico.<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Las nanoparti\u0301culas polime\u0301ricas son parti\u0301culas so\u0301lidas coloidales formadas por poli\u0301meros naturales o sinte\u0301ticos con un dia\u0301metro de entre 1 y 1000 nm (figura 3). Han sido investigados especialmente para envi\u0301o dirigido debido a que poseen las siguientes ventajas: liberacio\u0301n controlada de la droga en el sitio deseado, disminucio\u0301n de toxicidad, evitan efectos secundarios, mejor utilizacio\u0301n de la droga y que la focalizacio\u0301n especi\u0301fica hacia el sitio se puede lograr uniendo ligandos de orientacio\u0301n a la superficie de las parti\u0301culas o mediante el uso de gui\u0301a magne\u0301tica (Masood, 2016).<\/p>\n

El uso de nanoparti\u0301culas polime\u0301ricas biodegradables para envi\u0301o controlado de drogas ha mostrado potencial terape\u0301utico significante, por ejemplo, en ca\u0301ncer pueden ser utilizadas para enviar quimioterapias a las ce\u0301lulas tumorales con mejor eficiencia y menor citotoxicidad en tejidos sanos (Calzoni et al<\/em>., 2019; Dagalar et al<\/em>., 2014). Varios quimiotera\u0301picos se han encapsulado en sistemas de administracio\u0301n polime\u0301rica, con el objetivo de aumentar la eficacia antitumoral, inhibir las meta\u0301stasis y disminuir la dosis efectiva y los efectos secundarios. Los poli\u0301meros sinte\u0301ticos ma\u0301s usados para estos fines son el PLGA, otros basados en plantas como la celulosa, provenientes de organismos marinos como quitosa\u0301n, fucoida\u0301n, carragenano, etce\u0301tera. Algunos de los me\u0301todos de preparacio\u0301n de las nanoparti\u0301culas son emulsificacio\u0301n, evaporacio\u0301n de solventes y nanoprecipitacio\u0301n (Gagliardi et al<\/em>., 2021).<\/span><\/p>\n<\/div>\n

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NANOPARTI\u0301CULAS MAGNE\u0301TICAS<\/h4>\n
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Figura 4. Nanopart\u00edculas magn\u00e9ticas atra\u00eddas por un campo magn\u00e9tico externo.<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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El uso de nanoparti\u0301culas magne\u0301ticas para envi\u0301o dirigido fue propuesto en 1970 por Widder, Senyei y colaboradores (Senyei et al<\/em>., 1978; Widder, 1978). El principio ba\u0301sico es que los agentes terape\u0301uticos se pueden pegar o encapsular dentro de una nanoparti\u0301cula. Para que las nanoparti\u0301culas magne\u0301ticas puedan actuar como acarreadores de drogas y genes efectivos la superficie de la nanoparti\u0301cula primero debe ser modificada para permitir el acoplamiento de las mole\u0301culas, este mecanismo puede ser de diferentes maneras, como interacciones electrosta\u0301ticas, empleando linkers<\/em>, etce\u0301tera.<\/p>\n

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Su comportamiento magne\u0301tico les permite ser controladas y dirigidas mediante campos magne\u0301ticos externos hacia el sitio blanco especi\u0301fico (figura 4; Kumari, 2014; McBain et al<\/em>., 2008). Las nanoparti\u0301culas magne\u0301ticas ma\u0301s utilizadas son las ferritas, con la composicio\u0301n general M<\/em> (Fe2O4) (donde M<\/em> puede tener una accio\u0301n\u00a0divalente como NI, Co, Mg o Zn) magnetita (Fe3O4) y magnetita (Fe2O3) (Kianfar et al<\/em>., 2021). Los estudios in vivo<\/em> han demostrado que las nanoparti\u0301culas de Fe3O4 son relativamente seguras ya que no se acumulan en los o\u0301rganos vitales y se eliminan ra\u0301pidamente del cuerpo (Barreto et al<\/em>., 2011).<\/span><\/p>\n

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La superficie de las nanoparti\u0301culas magne\u0301ticas se puede modificar (funcionalizar) recubrie\u0301ndolas con mole\u0301culas orga\u0301nicas o inorga\u0301nicas con el fin de evitar aglomeraciones o que se oxiden. Adema\u0301s de esto, tambie\u0301n se les puede unir a biomole\u0301culas como protei\u0301nas, ligandos, genes para hacerlas ma\u0301s especi\u0301ficas y eficientes (Kim et al<\/em>., 2018). Se ha demostrado que combinar nanoparti\u0301culas magne\u0301ticas con drogas incrementa la eficiencia de la terapia de ca\u0301ncer, por ejemplo, con doxorrubicuina, memtrotrexate, 5-fluoracil, gemcitabine, etce\u0301tera (Matero\u0301n et al<\/em>., 2021).<\/p>\n

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CARBON DOTS<\/h4>\n
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Figura 5. Diferentes tipos de carbon dots (CDs).<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Los carbon dots<\/em> (C-Dots) son una plataforma prevalente para la unio\u0301n de drogas debido a la presencia de grupos carboxi\u0301licos y aminoa\u0301cidos. Su composicio\u0301n vari\u0301a ligeramente dependiendo del me\u0301todo de si\u0301ntesis empleado (Pardo et al<\/em>., 2018). De acuerdo con su estructura se clasifican en tres categori\u0301as: Quantum Dots<\/em> de grafeno (QDsG), Nanodots<\/em> de carbono (NDsC) y Dots<\/em> de poli\u0301meros (DsP) (figura 5). Todos e\u0301stos exhiben propiedades fotoluminiscentes a pesar de su diferente estructura, taman\u0303o y grupos funcionales de superficie (Koutsogiannis, et al<\/em>., 2019).<\/p>\n

Los CDs han ganado enorme atencio\u0301n debido a las ventajas que poseen, como la si\u0301ntesis econo\u0301mica, fa\u0301cil funcionalizacio\u0301n superficial, baja toxicidad, biocompatibilidad, alta solubilidad en agua, propiedad luminiscente y estabilidad a temperatura ambiente (Nagavarma et al<\/em>., 2012). Los CDs han sido utilizados como sistemas de envi\u0301o dirigido de drogas para incrementar la vida media, solubilidad de la droga, acumulacio\u0301n en el sitio del tumor y reducir los efectos secundarios de las drogas e incrementar su tolerancia (Calabrese et al<\/em>., 2021).<\/p>\n

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CONCLUSIO\u0301N<\/h4>\n
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Las investigaciones para uso dirigido de drogas y genes han tenido considerables avances, sobre todo como estrategia prometedora para superar la resistencia a sustancias en terapias contra el ca\u0301ncer. Lo que se necesita para ser acarreadores ideales es que sean multifuncionales, que adema\u0301s de llevar compuestos tambie\u0301n lleven genes, asi\u0301 como aumentar el tiempo de retencio\u0301n en el sitio blanco, mejorar los efectos terape\u0301uticos y minimizar los efectos secundarios.<\/p>\n

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* Universidad Auto\u0301noma de Nuevo Leo\u0301n, San Nicola\u0301s de los Garza, Me\u0301xico.
\nContacto: jualcocer@gmail.com<\/p>\n

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Zdanowicz, M., Chroboczek, J. (2016). Virus-like particles as drug delivery vectors. Acta Biochim Pol.<\/em> 63(3):469-73.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Cynthia Aracely Alvizo-Ba\u0301ez*, Luis Daniel Terrazas-Armenda\u0301riz*, Ashanti Concepcion Uscanga-Palomeque*, Cristina Rodri\u0301guez Padilla*, Juan Manuel Alcocer-Gonza\u0301lez* CIENCIA UANL \/ AN\u0303O 26, No.119, mayo-junio 2023 DOI: https:\/\/doi.org\/10.29105\/cienciauanl26.119-4 Descargar PDF RESUMEN Los sistemas de envi\u0301o dirigido de drogas y genes se definen como los mecanismos para introducir agentes terape\u0301uticos en el cuerpo; en los u\u0301ltimos an\u0303os se ha puesto mucha atencio\u0301n en el […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":12578,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[27],"tags":[],"class_list":["post-12529","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-investigacion"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/12529","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=12529"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/12529\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":12638,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/12529\/revisions\/12638"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/12578"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=12529"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=12529"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=12529"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}