30.08.2021 - Virginia Polytechnic Institute and State University

Del pasto al paciente: Científicos destilan leche de vaca en nanocápsulas para la administración de fármacos

Nuevo método de purificación de exosomas de leche de vaca para cápsulas de administración de fármacos de tamaño nanométrico

Los exosomas son cápsulas biológicas de tamaño nanométrico que las células producen para proteger y transportar moléculas delicadas por todo el cuerpo. Las cápsulas son lo suficientemente resistentes como para soportar la descomposición enzimática, así como las fluctuaciones ácidas y de temperatura en el intestino y el torrente sanguíneo, lo que las convierte en un candidato ideal para la administración de fármacos.

Sin embargo, su recolección para alcanzar niveles de pureza de nivel clínico es un proceso complejo.

"Los exosomas abundan en la leche de vaca, pero son difíciles de aislar de otras proteínas y lípidos de la leche", explica Rob Gourdie, profesor y director del Centro de Investigación Vascular y Cardíaca del Instituto de Investigación Biomédica Fralin del VTC.

El laboratorio de Gourdie ha desarrollado un método escalable para recoger exosomas de la leche de vaca sin pasteurizar. Gracias a este método de purificación, publicado este mes en Nanotheranostics, el equipo de investigación puede extraer aproximadamente una taza de exosomas purificados por cada galón de leche no pasteurizada.

"Por primera vez, hemos trazado un camino hacia la escalabilidad industrial de la purificación de exosomas para la administración de fármacos por vía oral", dijo Gourdie, que también es becario eminente del Fondo de Comercialización de la Investigación de la Commonwealth en la investigación de medicina reparadora del corazón y profesor de ingeniería biomédica y mecánica en la Facultad de Ingeniería de Virginia Tech.

El equipo de investigación desarrolló su proceso de purificación de múltiples pasos y rentable, que optimiza los métodos de filtración y el momento en que la temperatura y los tratamientos químicos afectan a los niveles de calcio, durante la pandemia de COVID-19. Spencer Marsh y Kevin Pridham, ambos becarios postdoctorales del laboratorio de Gourdie en el Instituto de Investigación Biomédica Fralin, y Jane Jourdan, directora del laboratorio de Gourdie, realizaron el trabajo práctico para desarrollar el procedimiento patentado.

"Nuestro equipo trabajó conjuntamente de forma eficaz y segura en este proyecto durante toda la pandemia", dijo Gourdie. "Fue un espectáculo para ver: su trabajo en equipo desinteresado, su entusiasmo y su dedicación para superar los retos es algo que no ocurre tan a menudo como se podría pensar en la ciencia. Hubo muchos fracasos, pero al final descubrimos procesos escalonados que funcionaron".

Joy Wolfram, catedrática adjunta de medicina de la Clínica Mayo que no participó en el estudio, afirma que el nuevo protocolo hace avanzar el potencial farmacéutico de los exosomas.

"Lo notable es la cantidad de vesículas extracelulares que son capaces de producir. Aislar y fabricar vesículas extracelulares de forma escalable siempre ha impedido su traslación a la clínica, pero este trabajo muestra un camino para superar esos obstáculos", dijo Wolfram. Wolfram publicó anteriormente un protocolo para utilizar la tecnología de filtración de flujo tangencial que el equipo de Gourdie adaptó para aislar los exosomas de la leche.

Los exosomas son segregados de forma natural por casi todos los tipos de células de los seres humanos y otros mamíferos, y pueden encontrarse en abundancia en la sangre, la linfa, la orina y la leche. Revestidos de membranas protectoras, los exosomas envían biomoléculas, fragmentos de material genético y señales químicas entre las células a grandes distancias.

En la última década ha aumentado la investigación sobre sus aplicaciones farmacéuticas, en particular para la administración de fármacos frágiles, como péptidos y microARN.

"Imagínese que en lugar de recibir una vacuna, su enfermera le da un batido. Otro batido puede contener exosomas cargados con un péptido terapéutico diseñado para proteger órganos internos como el corazón del infarto de miocardio", dijo Gourdie.

Los exosomas también pueden penetrar la barrera hematoencefálica, una membrana que protege el cerebro de patógenos y sustancias químicas no deseadas, lo que introduce una nueva forma de administrar terapias para tratar enfermedades neurológicas y cáncer cerebral.

"La mejora de la viabilidad del uso de exosomas abre una amplia gama de métodos de administración de fármacos con aplicaciones clínicas ilimitadas", dijo Gourdie.

Gourdie se asoció con Homestead Creamery, una planta local de procesamiento de productos lácteos, para obtener muestras de leche no pasteurizada para el estudio.

"Siempre hemos construido nuestro negocio sobre la base de las relaciones, y esta es una colaboración emocionante para nosotros", dijo Donnie Montgomery, cofundador y copropietario de Homestead Creamery.

El año pasado Gourdie obtuvo la licencia de la propiedad intelectual para administrar medicamentos para el corazón utilizando exosomas a través de LICENSE: Center for Technology Commercialization de Virginia Tech y formó The Tiny Cargo Co.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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