Parche cutáneo puede administrar sin dolor vacunas y medicamentos contra el cáncer en un minuto

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El melanoma es una forma mortal de cáncer de piel que ha aumentado en los EE. UU. durante los últimos 30 años.

Según la Academia Estadounidense de Dermatología (American Academy of Dermatology), se diagnostican casi 100,000 casos nuevos de melanoma cada año y 20 estadounidenses mueren todos los días.

Ahora, investigadores han desarrollado un parche para la piel de acción rápida que administra medicamentos de manera eficiente para atacar las células de melanoma.

El dispositivo, probado en ratones y muestras de piel humana, es un avance hacia el desarrollo de una vacuna para tratar el melanoma y tiene aplicaciones generalizadas para otras vacunas.

“Nuestro parche tiene un recubrimiento químico único y un modo de acción que permite que se aplique y elimine de la piel en solo un minuto mientras se administra una dosis terapéutica de medicamentos”, dice Yanpu He, un estudiante graduado que ayudó a desarrollar el dispositivo.

“Nuestros parches provocan una respuesta de anticuerpos robusta en ratones vivos y son prometedores para provocar una fuerte respuesta inmune en la piel humana”.

Los ungüentos tópicos pueden impartir medicamentos a la piel, pero solo pueden penetrar una pequeña distancia a través de ella.

Si bien las jeringas son un modo eficaz de administración de medicamentos, pueden ser dolorosas.

Las jeringas también pueden ser inconvenientes para los pacientes.

Los parches de microagujas, preparados con un método de recubrimiento capa por capa (LbL), son una forma fácil y sin dolor de administrar el tratamiento.

Con el proceso LbL, los investigadores cubren una superficie con moléculas de carga alterna positiva y negativa.

Para que se forme una película de fármaco robusta en la superficie del parche, cada capa adyacente debe ser fuertemente atraída entre sí y también a la microaguja.

“Pero esta atracción hace que toda la película sea muy pegajosa”, señala.

“Los métodos anteriores, que han conservado esta naturaleza ‘pegajosa’, pueden tomar hasta 90 minutos para que una cantidad suficiente de medicamento salga del parche y entre en la piel”.

Paula T. Hammond, Ph.D., junto con sus estudiantes graduados He, Celestine Hong y otros colegas del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), idearon una forma de evitar este problema.

Diseñaron un nuevo polímero sensible al pH con dos partes.

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“La primera parte contiene grupos amina que están cargados positivamente al pH al que hacemos las microagujas, pero que se vuelven neutrales al pH de la piel”, dice.

“La segunda parte contiene grupos de ácido carboxílico sin carga cuando se hacen las microagujas, pero que se cargan negativamente cuando el parche se aplica a la piel, por lo que hay un cambio general en la carga de positivo a negativo”.

Si bien aún se requieren capas adhesivas negativas-positivas-negativas para la construcción de la película LbL, el parche del equipo cambia rápidamente a repeler capas negativas-negativas-negativas cuando se coloca sobre la piel.

Después de que las microagujas perforan la piel e implantan la película del fármaco LbL debajo de la piel, el fármaco abandona el parche rápidamente.

Utilizando ovoalbúmina de pollo como antígeno modelo, el equipo vacunó a ratones con sus parches y comparó los resultados con inyecciones intramusculares y subcutáneas.

El tratamiento con microagujas produjo nueve veces el nivel de anticuerpos en comparación con las inyecciones intramusculares (p. ej., usadas para vacunas contra la gripe) y 160 veces el nivel de anticuerpos en comparación con las inyecciones subcutáneas (p. ej., usadas para vacunas contra el sarampión).

También vieron una activación inmune eficiente en muestras quirúrgicas de piel humana.

“Nuestra tecnología de parches podría usarse para administrar vacunas para combatir diferentes enfermedades infecciosas”, dice Hammond.

“Pero estamos entusiasmados con la posibilidad de que el parche sea otra herramienta en el arsenal de los oncólogos contra el cáncer, específicamente el melanoma”.

Para hacer una vacuna contra el melanoma, los investigadores desarrollaron un antígeno que incluye un marcador sobreexpresado frecuentemente por las células de melanoma, así como un adyuvante, que crea una señal de peligro generalizada para el sistema inmunitario y aumenta su respuesta.

Luego, probaron diferentes arreglos de antígeno y adyuvante de película de microagujas LbL en células inmunes derivadas de ratones.

A partir de estos experimentos, los investigadores identificaron la estructura óptima de microagujas LbL que parece activar las células inmunes directamente accesibles en la piel.

En ratones vivos, estas células podrían, a su vez, migrar al sistema linfático y reclutar otras células inmunes para atacar el tumor de melanoma.

Los investigadores ahora planean probar los parches en los tumores de melanoma en ratones.

“Estamos utilizando química de bajo costo y un esquema de fabricación simple para transformar la vacuna”, dice Hammond.

“En última instancia, queremos obtener un dispositivo aprobado y en el mercado”.

Fuente: Noticias de la Ciencia