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Suministro dirigido de medicamentos: vacunación a través de la piel sin dolor.

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Nuevas vacunas para la vacunación a través de la piel.

Los investigadores han logrado desarrollar nanopartículas para que puedan ser absorbidas por las células de la piel humana. Con esta nueva tecnología, las vacunas dirigidas ahora podrían introducirse en las células de la piel.

Protección contra enfermedades

Las vacunas son un remedio extremadamente efectivo para diversas enfermedades infecciosas. Hasta ahora, una aguja siempre se ha conectado a la vacunación. Pero hace años, los científicos informaron que podría ser posible administrar vacunas a través de la piel en el futuro. De hecho, los científicos de Australia recientemente han logrado desarrollar un instrumento que se supone que permite la vacunación indolora sin aguja. Investigadores alemanes ahora están reportando nuevos hallazgos sobre cómo las vacunas podrían administrarse a través de la piel.

Nanopartículas más desarrolladas

Investigadores del Instituto Max Planck de coloides e interfaces en Potsdam han logrado desarrollar nanopartículas para que puedan ser absorbidas por células especiales de la piel humana.

Como se explicó en una comunicación del instituto, estas llamadas células de Langerhans coordinan la respuesta inmune y alertan al cuerpo cuando aparecen patógenos o tumores en el organismo.

Según los expertos, esta nueva plataforma tecnológica ahora podría usarse para introducir sustancias activas, como vacunas o medicamentos, en las células de Langerhans para lograr una respuesta inmune controlada.

Reacción de todo el cuerpo

Según los científicos, la piel es un lugar particularmente atractivo para la aplicación de muchos medicamentos que afectan el sistema inmunitario.

Las células objetivo adecuadas están solo a unos pocos micrómetros debajo de su superficie en la piel. Las células de Langerhans se encuentran en esta capa superior de la piel, la epidermis.

Después de la aplicación local de un ingrediente activo, estas células pueden causar una reacción en todo el cuerpo del paciente.

Expertos en antimicrobianos

Para el desarrollo de un suministro dirigido de medicamentos que entregue los medicamentos directamente a las células de Langerhans, se aprovecha su función natural:

Como células profesionales que presentan antígenos, reconocen los patógenos, los absorben y presentan componentes de estos patógenos a las células efectoras del sistema inmunitario, las células T.

Para la detección y la captación, las células de Langerhans usan receptores en su superficie que escanean el ambiente en busca de patógenos. De esta manera, los patógenos son reconocidos por las estructuras de azúcar que llevan en su superficie.

La langerina, una proteína de la familia de las lectinas de tipo C, es un receptor de este tipo en las células de Langerhans y se usa para detectar virus y bacterias.

La expresión específica de Langerin en las células de Langerhans permite el transporte dirigido de agentes terapéuticos para minimizar los efectos secundarios al mismo tiempo.

El equipo de investigación en torno al Dr. Christoph Rademacher, del Instituto Max Planck de Investigación Coloidal e Interfacial, ahora ha podido aprovechar el conocimiento de los mecanismos de reconocimiento subyacentes con resolución atómica.

Los científicos lograron desarrollar una sustancia sintética similar al azúcar que ahora se une específicamente a Langerin en la superficie de las células de Langerhans.

En colaboración con un equipo científico del Laboratorio de Investigación Celular de Langerhans en la Universidad Médica de Innsbruck, se desarrollaron nanopartículas que pueden ser absorbidas por las células de Langerhans de la piel humana a través de esta interacción.

Los investigadores están sentando las bases para futuros desarrollos, por ejemplo, para administrar vacunas directamente a las células inmunes directamente a través de la piel, que luego serán responsables de activar el sistema inmunológico de todo el cuerpo.

En base a estos hallazgos, en el futuro se pueden desarrollar nuevas vacunas contra infecciones o inmunoterapias para el tratamiento del cáncer o enfermedades autoinmunes.

Los resultados de los investigadores fueron publicados en la revista "ACS Central Science".

Las células de Langerhans pueden activar el sistema inmune.

El punto de partida fue el trabajo de Ralph M. Steinman (Premio Nobel 2011) y otros científicos que mostraron el potencial de las células dendríticas. Las células de Langerhans son una de ellas y pueden desencadenar una respuesta inmune.

Estos hallazgos se desarrollaron posteriormente para su uso en la terapia contra el cáncer y se pudo demostrar que se puede lograr una respuesta inmune a través de antígenos introducidos artificialmente.

El trabajo posterior confirmó esto y también demostró que las células humanas de Langerhans también pueden activar el sistema inmune, lo cual es particularmente interesante para el desarrollo de vacunas a través de la piel.

Sería deseable un suministro dirigido de inmunomoduladores a las células de Langerhans. Sin embargo, esto a menudo se dificulta o incluso se previene por el entorno complejo de la piel, especialmente por los fagocitos competidores, los macrófagos, en este tejido.

Las sustancias activas que ya no pueden llegar a las células de Langerhans pueden provocar efectos secundarios no deseados cuando se toman en las células vecinas.

Encuadernación a través de azúcares sintéticos

Basado en los hallazgos para identificar los ligandos de azúcar naturales de Langerin, el grupo dirigido por el Dr. Christoph Rademacher desarrolló un ligando artificial que se une específicamente a Langerin en las células de Langerhans.

Para este fin, se produjeron azúcares sintéticos en el laboratorio y se examinaron sus interacciones con el receptor mediante espectroscopía de resonancia magnética nuclear.

Usando este método, los investigadores pudieron determinar qué átomos del ligando interactúan con qué partes del receptor. Usando este enfoque basado en la estructura, llegaron a una conexión que podría anclarse y probarse en nanopartículas.

Estas partículas son liposomas que, sin el ligando, se han utilizado en la clínica durante muchos años como portadores de diversos ingredientes activos.

La diferencia con los sistemas existentes es que el ligando similar al azúcar permite la unión específica a las células de Langerhans.

Las investigaciones sobre estas células inmunes se llevaron a cabo en colaboración con el grupo de investigación de Assoz. Prof. Patrizia Stoitzner en el laboratorio de investigación de células Langerhans en la Universidad de Medicina de Innsbruck.

La cooperación entre los dos grupos fue capaz de demostrar que la absorción específica de los liposomas se mantiene incluso en el entorno complejo de las células de la piel humana. Se utilizaron métodos de citometría de flujo y microscopía confocal.

Estas partículas liposomales ahora pueden representar una plataforma de propósito general que los investigadores del MPI para Coloid and Interface Research pueden usar para desarrollar nuevas vacunas en el futuro. (anuncio)

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