Diseñan un novedoso enfoque analítico para evaluar la composición de los nanomedicamentos

Los nanomateriales se utilizan ampliamente en varios sectores incluido el médico y el farmacéutico, debido a sus propiedades fisicoquímicas únicas. En concreto, los productos farmacéuticos basados ​​en nanomateriales inorgánicos, comúnmente llamados nanomedicamentos, se utilizan no solo como agentes de contraste en resonancia magnética y suplementos para la deficiencia de hierro, sino también en ensayos clínicos como portadores para sistemas de administración de fármacos y terapias térmicas para el cáncer. Estas novedosas herramientas terapeúticas pueden alcanzar y acumularse en zonas del organismo a las que los medicamentos convencionales no pueden acceder, lo que los hace prometedores para la detección y el tratamiento del cáncer.

Sin embargo, dependiendo de su tamaño y solubilidad, también presentan el desafío de la toxicidad de los nanomateriales. Además, por lo general, las regulaciones actuales para dichos materiales pasan por alto los efectos de las diferentes formas del mismo elemento, como iones, nanopartículas y agregados, entre otros. Por ello,  investigar la distribución del tamaño de las nanomedicinas y el nivel de contaminación iónica es crucial para evaluar sus efectos adversos.

Así lo han entendido investigadores japoneses de la Universidad de Chiba (Japón) que han llevado a cabo, recientemente, un estudio con objeto de desarrollar un nuevo método analítico que combina un sistema de fraccionamiento de flujo asimétrico y espectrometría de masas para cuantificar y calificar los nanomateriales integrados en los nanomedicamentos, según exponen en su trabajo publicado en la revista 'Talanta'.

La técnica permite cuantificar por separados iones, nanopartículas y partículas agregadas en nanomateriales lo cual posibilita un mejor control de calidad y evaluación de seguridad de los nanomateriales basados ​​en metales, promoviendo su desarrollo y uso clínico, con aplicaciones que también se extienden a alimentos, cosméticos y el medio ambiente. "Al incorporar un método de evaluación novedoso que aborda un problema previamente ignorado en las directrices de evaluación actuales, podemos garantizar el uso seguro de nanomateriales basados ​​en metales", según expuso uno de los responsables del estudio, Yu-ki Tanaka, profesor en la Escuela de Posgrado de Ciencias Farmacéuticas en la Universidad de Chiba.

Los investigadores combinaron dos tecnologías existentes: el fraccionamiento por flujo asimétrico (AF4) y la espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS). Utilizaron el método AF4 de una manera novedosa, aprovechando su "paso de enfoque" inicial. Durante este paso, las partículas se mantienen dentro del canal AF4 mediante dos flujos opuestos.  Una membrana permeable especial, los flujos cruzados filtran las partículas disueltas más pequeñas (iones), lo que permite la cuantificación basada en las diferencias en las señales de ICP-MS entre muestras con y Usando sin eliminación de iones, es decir, con y sin el paso de enfoque. Una vez separados los iones, el sistema utilizó el proceso de separación estándar de AF4 para clasificar las nanopartículas retenidas por tamaño.

Finalmente, el dispositivo ICP-MS conectado a la salida puede determinar el número aproximado de nanopartículas de cada tamaño. Esta combinación permitió al equipo distinguir entre iones metálicos libres, coloides de hidróxido pequeños y nanopartículas de varios tamaños, todos conteniendo el mismo elemento metálico.

Los investigadores demostraron su versatilidad al analizar con éxito tanto iones cargados negativamente (silicio) como iones cargados positivamente (hierro), lo que indica su potencial para una amplia gama de nanomateriales.

En definitiva, la técnica propuesta es particularmente relevante para los tratamientos emergentes contra el cáncer que utilizan nanopartículas de oro como sistemas de entrega de medicamentos o partículas metálicas para terapia fototérmica. Al ofrecer una evaluación más completa de la composición, calidad y estabilidad de las nanopartículas, la investigación allana el camino para nanomateriales y tecnologías basadas en nanopartículas más seguras y efectivas.