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Producen un efectivo fármaco antiparasitario de tamaño nanométrico

Los nanocristales de albendazol son altamente efectivos: permiten reducir un 75% la dosis necesaria para eliminar una gran variedad de parásitos y, de esa forma, se disminuye fuertemente el nivel de toxicidad en el organismo. Es un trabajo de especialistas del Departamento de Farmacia de la UNC. Junto con diseñadores industriales, desarrollaron también una innovadora técnica para obtener el producto a escala industrial, cuya patente ya está en tramitación. [03.11.2016]

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Candela Ahumada
Por Candela Ahumada
Redacción UNCiencia
Prosecretaría de Comunicación Institucional
cahumada@comunicacion.unc.edu.ar

Los antiparasitarios constituyen el grupo de medicamentos más utilizados en el campo de la medicina veterinaria, y también son empleados frecuentemente para combatir enfermedades graves en humanos, como la hidatidosis y otras patologías transmitidas por el contacto entre personas y animales (zoonóticas).

Pese a su alta efectividad, estas drogas suelen presentar efectos adversos debido a su elevado nivel de toxicidad, provocando daño hepático y otros problemas de salud. “Una de sus principales desventajas es que son poco solubles en agua, lo que limita su absorción en el organismo y obliga a administrar altas dosis”, señala Santiago Palma, químico farmacéutico y director del proyecto de investigación que indaga sobre la producción de nanosuspensiones antiparasitarias.

Los investigadores de la UNC idearon una estrategia para solucionar el problema de la escasa solubilidad del fármaco. ¿Cómo? Aplicando la tecnología al diseño de medicamentos, una tendencia a nivel mundial en el campo farmacéutico.

Ensayo de redisperción de nanocristales
El nivel de absorción y la velocidad de redispersión de las partículas de albendazol (ABZ) es significativamente mayor en caso de los nanocristales, en comparación con el ABZ puro, sin procesar. La prueba –de carácter cualitativo– demuestra que el ABZ en estado nativo es altamente hidrofóbico y queda flotando en la superficie del medio acuoso, mientras que los nanocristales se redispersan completamente, con tamaños de partículas cercanos a los 500 nanómetros.

En este caso, el trabajo estuvo centrado en la producción a escala nanométrica de albendazol, una potente droga de amplio espectro, muy utilizada para combatir parásitos internos y que se administra por vía oral (comprimidos o suspensión).

Mediante una técnica de molienda especial, lograron obtener nanocristales de esa droga, es decir, pequeñísimas partículas (similares al tamaño de una bacteria) de ese principio activo. Su diminuto tamaño asegura que, una vez en contacto con un medio acuoso (como por ejemplo los fluidos del estómago), la droga se redispersa rápida y eficazmente en el organismo.

“Los experimentos y ensayos realizados evidencian que, con este método, el fármaco se disuelve mucho más rápido y en mayor cantidad, lo que permite reducir sensiblemente la dosis utilizada”, señala Alejandro Paredes, investigador y autor de una tesis doctoral en Ciencias Químicas sobre este tema.

En efecto, los resultados demuestran que la administración con nanocristales de albendazol permite disminuir a un cuarto la dosis que se usa habitualmente para el tratamiento convencional, con un ciento por ciento de eficacia. Ello significa que, con un 75% menos de droga, se elimina la totalidad de los parásitos existentes. “Menos dosis implica menor nivel de toxicidad y, consecuentemente, menos daño en el organismo”, destaca Paredes.

Los especialistas llegaron a estos resultados luego de llevar a cabo, primero, pruebas en laboratorio, y, luego, con animales de experimentación (ratones y perros). Parte de los ensayos se realizaron en colaboración con la Universidad del Uruguay, donde sometieron a estudio a perros naturalmente parasitados, y comprobaron los diferentes efectos según el tratamiento aplicado (convencional o con nanonocristales).

También trabajaron interinstitucionalmente con un grupo de investigadores de la Universidad Nacional de Mar del Plata, para determinar que esta estrategia puede ser utilizada exitosamente en hidatidosis, una enfermedad muy grave que afecta a seres humanos.

Prueba de eficacia en modelo de ratones
Quistes extraídos del abdomen de ratones infectados con el parásito que provoca hidatidosis en humanos (Echinococcus granulosus).
a - Grupo control sin tratamiento.
b - Otro grupo control con albendazol tradicional.
c - Grupo tratado con nanocristales de albendazol (disminuye la cantidad y el tamaño de los quistes).
Fotografías: Dra. Celina Elissondo y Patricia Pensel. Universidad de Mar del Plata.
 
Protoescólices o “bebés” del parásito que provoca hidatidosis en el humano, una enfermedad severa de alta prevalencia en Argentina y la región. Los ratones desarrollan quistes dentro del abdomen. Luego de un tiempo de tratamiento, se los eutanasia y se extraen. En el interior de los quistes se encuentran los protoescólices, a los cuales se les mide la vitalidad y se los observa en el microscopio electrónico de barrido.
1- Protoescólices del grupo control (está intacto y de aspecto turgente, con estructuras bien claras y diferenciadas).
2 y 3 - Protoescólices dañados por los nanocristales de albendazol. Se observa contracción del soma (cuerpo), y desorganización del rostelo (corona de ganchos que el futuro adulto usará para pegarse a la pared del duodeno del hospedador).
Fotografías: Dra. Celina Elissondo y Patricia Pensel. Universidad de Mar del Plata. 


También el equipo para producir nanopartículas

Los científicos no solo desarrollaron el producto. También idearon un sencillo aparato que permite obtener los nanocristales a bajo costo y a gran escala. Se trata de un micromolino que utiliza la técnica de “molienda por perlas”, en la cual se logra reducir el tamaño de las partículas del fármaco a nivel nano, mediante un proceso de fuerte agitación. “En la cámara de una molienda, se coloca la suspensión del fármaco y se le agregan microesferas de circonio, que son pequeñas bolitas de un material extremadamente resistente. Al aplicar agitación, las esferas chocan entre sí y con la pared de la cámara, generando la molienda del fármaco”, explica Paredes.

La principal ventaja de este método es que permite producir micro y nanopartículas a nivel industrial, lo que la diferencia de otra técnica comúnmente utilizada (homogeneización de alta presión), más lenta, costosa y poco escalable.

Actualmente, se está tramitando la obtención de la patente del novedoso equipamiento (UNC y Conicet), en cuyo diseño y fabricación participaron egresados de la carrera de Diseño Industrial y la Agencia para el Desarrollo Económico de Córdoba. El pequeño prototipo funciona en el Departamento de Farmacia de la Facultad de Ciencias Químicas, y está en marcha una versión más avanzada, que incluye mejores prestaciones (materiales más resistentes, sistema de refrigeración y otras). El equipo, además, fue presentado en la convocatoria Innovar 2016.

Los especialistas destacan que la misma plataforma tecnológica podría ser transferible a la producción de micro y nanopartículas de otras drogas, que también presenten un escaso nivel de disolución en agua. “En la industria farmacéutica, la baja solubilidad acuosa es un problema  muy frecuente en una gran cantidad de drogas, no solo en las antiparasitarias. Esta técnica podría resolver esa limitación”, aseguran.

Sobre el proyecto de investigación
Los resultados presentados se desprenden del proyecto tesis de doctorado en Ciencias Químicas sobre tecnología farmacéutica, de Alejandro Paredes, dirigido por Santiago Palma (Departamento de Farmacia, Facultad de Ciencias Químicas, UNC).
Parte de las conclusiones (obtención de optimización de nanocristales) fueron publicadas en la revista internacional Drug Development and Industrial Pharmacy.
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