Nuevo método de nano-encapsulación para la administración de dopamina en el Parkinson

01/06/2021

La enfermedad de Parkinson es un trastorno neurodegenerativo común causado por la muerte de neuronas dopaminérgicas en una parte del cerebro (conocida como substantia nigra pars compacta). Esto conduce a un déficit en dopamina (DA), uno de los principales neurotransmisores activos en el sistema nervioso central. El tratamiento sintomático se centra en el incremento de la concentración de dopamina en el cerebro.

Aun así, la dopamina no se administra directamente, ya que no es capaz de atravesar la barrera hematoencefálica (blood-brain barrier), que impide entrar al sistema nervioso a algunas sustancias que circulan en la sangre. Por eso se utiliza el precursor de la DA levodopa (L-DOPA), un aminoácido con una mejor capacidad de cruzar esta barrera y que participa en la síntesis de dopamina. Sin embargo, una administración a largo plazo e intermitente de este tratamiento se asocia con importantes complicaciones incapacitantes, como desórdenes motores y movimientos musculares involuntarios.

En un artículo publicado recientemente en ACS Nano, nanopartículas sintéticas parecidas a la melanina se usan para superar estas limitaciones. La investigación ha sido coordinada por el Dr. Daniel Ruiz-Molina, líder del Grupo ICN2 Materiales Funcionales Nanoestructurados, y la Dra. Julia Lorenzo, líder del Grupo de Ingeniería de Proteínas del Instituto de Biotecnología y Biomedicina (IBB) en la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), y se desarrolló en colaboración con el grupo del Vall d’Hebron Instituto de Investigación (VHIR) de Enfermedades Neurodegenerativas, liderado por el Prof. Miquel Vila.

El objetivo principal de este trabajo era obtener una “nanoplataforma” –una nanoestructura biocompatible que incluye la sustancia que se quiere administrar– capaz de llegar al cerebro a través de una técnica no invasiva y generar una liberación de dopamina lenta y controlada. Un nanopolímero de coordinación hecho a medida (NCP), caracterizado por la incorporación reversible de DA como principal componente, se probó in vitro e in vivo en ratas. La administración intranasal de estas nanopartículas, llamadas DA-NCP, mostró una biocompatibilidad relevante y no toxicidad pero sí una rápida y eficiente distribución de dopamina al sistema nervioso central de los animales evitando la barrera hematoencefálica.

Según los investigadores, el método propuesto es efectivo en suministrar dopamina al cerebro, y, por tanto, en revertir los síntomas del Parkinson. Además, la metodología sintética usada es simple, barata y exhibe un rendimiento satisfactorio (con una eficiencia de carga de DA llegando al 60%).

Estos resultados establecen los nanopolímeros de coordinación como prometedores futuros candidatos para una eficiente administración nasal de medicamentos al sistema nervioso central, y en consecuencia para el tratamiento sintomático de personas afectadas por Parkinson u otras enfermedades neurodegenerativas. Este tipo de nanoformulación y método de administración pueden abrir camino en el desarrollo de otras plataformas capaces de proporcionar una gran variedad de medicamentos al cerebro de una manera controlada, para tratar distintas enfermedades cerebrales (como tumores cerebrales, Alzheimer o epilepsia).

Artículo de referencia:

Javier García-Pardo, Fernando Novio, Fabiana Nador, Ivana Cavaliere, Salvio Suárez-García, Silvia Lope-Piedrafita, Ana Paula Candiota, Jordi Romero-Gimenez, Beatriz Rodríguez-Galván, Jordi Bové, Miquel Vila, Julia Lorenzo, and Daniel Ruiz-Molina, Bioinspired Theranostic Coordination Polymer Nanoparticles for Intranasal Dopamine Replacement in Parkinson’s Disease. ACS Nano 2021, 15, 5, 8592–8609, May 2021. DOI: 10.1021/acsnano.1c00453