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NANOVEHICULOS PARA EL TRATAMIENTO DE LA INFECCIÓN BACTERIANA II TRABAJO DE FIN DE GRADO EN FARMACIA. JUNIO 2017 Julia Saucedo Pereyra INTRODUCCIÓN La Nanotecnología Farmacéutica se podría definir como el uso de la nanotecnología para la prevención, diagnóstico y tratamiento de enfermedades y heridas, así como para mejorar la salud y funcionamiento del organismo humano y de otros seres vivos. Sus aplicaciones incluyen tanto el descubrimiento de nuevos agentes farmacéuticos como el desarrollo de sistemas de liberación de fármacos con localización o direccionamiento específico. OBJETIVO Dar a conocer las características principales de las nanopartículas y nanovehículos de utilidad en el tratamiento de infecciones bacterianas. METODOLOGÍA Método de búsqueda bibliográfico a través de las bases de datos: PubMed y Google Académico, utilizando términos en inglés y castellano, tales como : “Nanoparticles target”, “Nanocarries drug delivery” y “NanovehÍculos y fármacos” Selección de publicaciones más relevantes mediante aplicación de determinados criterios de inclusión y exclusión pertinentes. CONCLUSIÓN BIBLIOGRAFÍA 1. Villafuerte-Robles L. Nanotecnología Farmacéutica. Razón y Palabra [Revista Online] Enero 2009. 2. Oropesa-Nuñez R, Jáuregui-Haza UJ. Las nanopartículas como portadores de fármacos: características y perspectivas. Revista CENIC Ciencias Biológicas [revista online] Septiembre 2012 [acceso 8 de Mayo de 2017]. Vol (43.) 3. Yung-Sheng L, Ming-Yuan L, Chih-Hui Y, Keng-Shiang H. Active Targeted Drug delivery For Microbes Using Nano-carriers [monografía internet] PMC. Agosto de 2015 [ acceso en 8 de Abril de 2017] 1525-1531. La nanotecnología ofrece la capacidad de crear estructuras de origen orgánico e inorgánico, con diferentes propiedades como tamaño, forma o carga obteniendo así una amplia gama de materiales con diferentes mecanismos de acción hacia las células diana. Nos permite obtener un menor número de efectos adversos, en comparación con el uso tradicional de medicamentos. Por sus múltiples ventajas es una de las grandes esperanzas en la Medicina, y por ello merece el apoyo de la sociedad, empresas, donaciones, etc. Antibiótico: medicamento utilizado para prevención y tratamiento de infecciones bacterianas. Resistencia: Aparición de genes “nuevos” Diseminación de genes “viejos” a huéspedes nuevos Mutaciones en genes “viejos” Aparición de bacterias oportunistas intrínsecamente resistentes Cada mecanismo codificado por uno o varios genes , fácilmente transmisibles entre cepas de la misma especie. Resistencia a antibióticos La resistencia no la desarrolla el paciente sino la bacteria causante de infección OMS Nanotecnología Aumento en el cruce a través de barreras biológicas Reducción de la toxicidad Los materiales empleados permiten: o Perfil farmacocinético controlado. o Posible administración dirigida hacia órgano/tejido diana. o Distribución enmascarada por parte de la matriz de transporte. Inyección Inhalación Ingestión A través de la piel Nanopartículas como nanovehículos -Vesículas constituidas por una o más láminas biomoleculares de lípidos. -Son biodegradables, no tóxicos, y pueden encapsular tanto fármacos hidrófobos e hidrófilos en su cavidad interna acuosa. -Uso de lípidos sintéticos como naturales Tamaño liposoma -Nanovehículos poliméricos con ramificaciones -3 componentes distinguibles: Core o núcleo Capas o generaciones Grupos funcionales -PAMAM y PPI: gran peso molecular y superficies multivalentes. -Estructuras cilíndricas constituidas por átomos de carbono à hibridación sp 2 -Cilindros huecos al enrollar una o varias capas de grafeno. -Interacción con el componente activo: Absorbentes porosos Funcionalización de los nanotubos en forma de paquetes Solubilización en dtes acuosos -Elevada área superficial à elevada cantidad de carga -Elevado volumen de poro, gran porosidad, y elevado orden de poro -Fácilmente modificables morfológicamente -Tamaño poro modificable La superficie puede ser modificada para controlar la relación ambiente-partícula. En este caso nos centramos en disminuir la opsonización. TIPOS Estímulo interno/ externo Liberación del fármaco NANOPARTÍCULAS DE SÍLICE MESOPOROSA NANOTUBOS DE CARBONO DENDRÍMEROS LIPOSOMAS ORGÁNICA INORGÁNICA RESULTADOS Y DISCURSIÓN Criterios para el diseño: Alta carga de fármaco para poder llegar a concentraciones terapéuticas en tejidos/célula diana. Evitar liberación masiva y prematura del fármaco Ser inerte frente al contenido y ofrecer protección al contenido. Ser capaz de liberar el fármaco en el sitio correcto NPs que liberan óxido nítrico: NO + O 2- → RNOS -Diferentes mecanismos -Necesario cantidad mínima de NO Metales contenidos en NPs àNanopartículas de plata (Ag), iones cargado positivamente interaccionan con grupos sulfato y fosfato de paredes y membranas de bacterias. NPs de quitosano -Polímero natural derivado de la quitina -Grupos aminos cargados positivamente antes pH< 6,5 - “Bottom-up” Mecanismos de acción frente a la resistencia microbiana de nanopartículas RESUMEN En los últimos años ha habido un aumento en el uso indebido, excesivo e incluso insuficiente de los medicamentos, teniendo consecuencias para la salud. El caso más frecuente es el uso indebido de los antibióticos, llegando a desarrollarse mecanismos de resistencia a los mismos. La investigación actual se cierra en la búsqueda de nuevas alternativas a la administración convencional de antibióticos y es aquí donde surge una nueva herramienta: la nanotecnología. El tamaño de las partículas y estructuras de esta nueva vertiente permite vehiculizar los antibióticos a los tejidos y células diana de una manera más eficiente. Supone un gran avance en cuanto al tratamiento de infecciones. En esta revisión se explicaran las nanopartículas y nanovehículos con más relevancia en el tratamiento de infecciones bacterianas. PALABRAS CLAVE: antibióticos, resistencia, nanovehículos, y nanopartículas Métodos de entrada en el organismo

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NANOVEHICULOSPARAELTRATAMIENTODELAINFECCIÓNBACTERIANAIITRABAJODEFINDEGRADOENFARMACIA.JUNIO2017

JuliaSaucedoPereyra

INTRODUCCIÓN

• LaNanotecnologíaFarmacéuticasepodríadefinircomoelusodelananotecnologíaparalaprevención,diagnósticoytratamientodeenfermedadesyheridas,asícomoparamejorarlasaludyfuncionamientodelorganismohumanoydeotrosseresvivos.

• Susaplicacionesincluyentantoeldescubrimientodenuevosagentesfarmacéuticoscomoeldesarrollodesistemasdeliberacióndefármacosconlocalizaciónodireccionamientoespecífico.

OBJETIVODaraconocerlascaracterísticasprincipalesdelasnanopartículas ynanovehículos deutilidadeneltratamientodeinfeccionesbacterianas.

METODOLOGÍA

• Métododebúsquedabibliográficoatravésdelasbasesdedatos:PubMed yGoogleAcadémico,utilizandotérminoseninglésycastellano,talescomo:“Nanoparticles target”,“Nanocarries drug delivery”y“NanovehÍculos yfármacos”

• Seleccióndepublicacionesmásrelevantesmedianteaplicacióndedeterminadoscriteriosdeinclusiónyexclusiónpertinentes.

CONCLUSIÓN BIBLIOGRAFÍA

1. Villafuerte-RoblesL.NanotecnologíaFarmacéutica.RazónyPalabra[RevistaOnline]Enero2009.2. Oropesa-Nuñez R,Jáuregui-HazaUJ.Lasnanopartículas comoportadoresdefármacos:

característicasyperspectivas.RevistaCENICCienciasBiológicas[revistaonline]Septiembre2012[acceso8deMayode2017].Vol (43.)

3. Yung-Sheng L,Ming-YuanL,Chih-HuiY,Keng-Shiang H.ActiveTargeted Drug delivery ForMicrobes Using Nano-carriers [monografíainternet]PMC.Agostode2015[accesoen8deAbrilde2017]1525-1531.

Lananotecnologíaofrecelacapacidaddecrearestructurasdeorigenorgánicoeinorgánico,condiferentespropiedadescomotamaño,formaocargaobteniendoasíunaampliagamadematerialescondiferentesmecanismosdeacciónhacialascélulasdiana.Nospermiteobtenerunmenornúmerodeefectosadversos,encomparaciónconelusotradicionaldemedicamentos.PorsusmúltiplesventajasesunadelasgrandesesperanzasenlaMedicina,yporellomereceelapoyodelasociedad,empresas,donaciones,etc.

Antibiótico:medicamentoutilizadoparaprevenciónytratamientodeinfeccionesbacterianas.Resistencia:• Aparicióndegenes“nuevos”• Diseminacióndegenes“viejos”ahuéspedesnuevos• Mutacionesengenes“viejos”• Aparicióndebacteriasoportunistasintrínsecamente

resistentesCadamecanismocodificadoporunoovarios

genes,fácilmentetransmisiblesentrecepasdelamismaespecie.

Resistenciaaantibióticos

Laresistencianoladesarrollaelpacientesinolabacteria

causantedeinfección

OMS Nanotecnología

• Aumentoenelcruceatravésdebarrerasbiológicas

• Reduccióndelatoxicidad

Losmaterialesempleadospermiten:o Perfilfarmacocinético controlado.o Posibleadministracióndirigida

haciaórgano/tejidodiana.o Distribuciónenmascaradapor

partedelamatrizdetransporte.

Inyección

Inhalación

Ingestión

Atravésdelapiel

Nanopartículas comonanovehículos

-Vesículasconstituidasporunaomásláminasbiomolecularesdelípidos.-Sonbiodegradables,notóxicos,ypuedenencapsulartantofármacoshidrófobosehidrófilosensucavidadinternaacuosa.-Usodelípidossintéticoscomonaturales

Tamañoliposoma

-Nanovehículos poliméricosconramificaciones-3componentesdistinguibles:• Coreonúcleo• Capasogeneraciones• Gruposfuncionales-PAMAMyPPI:granpesomolecularysuperficiesmultivalentes.

-Estructurascilíndricasconstituidasporátomosdecarbonoà hibridaciónsp2-Cilindroshuecosalenrollarunaovariascapasdegrafeno.-Interacciónconelcomponenteactivo:• Absorbentesporosos• Funcionalizacióndelosnanotubosenforma

depaquetesSolubilización endtes

acuosos

-Elevadaáreasuperficialà elevadacantidaddecarga-Elevadovolumendeporo,granporosidad,yelevadoordendeporo-Fácilmentemodificablesmorfológicamente-Tamañoporomodificable

Lasuperficiepuedesermodificadaparacontrolarlarelaciónambiente-partícula.Enestecasonoscentramosendisminuirlaopsonización.

TIPOS

Estímulointerno/externo

Liberacióndel

fármaco

NANOPARTÍCULASDESÍLICEMESOPOROSA

NANOTUBOSDECARBONO

DENDRÍMEROSLIPOSOMASORGÁNICA

INORGÁNICA

RESULTADOSYDISCURSIÓN

Criteriosparaeldiseño:• Altacargadefármacoparapoderllegaraconcentracionesterapéuticasen

tejidos/céluladiana.• Evitarliberaciónmasivayprematuradelfármaco• Serinertefrentealcontenidoyofrecerprotecciónalcontenido.• Sercapazdeliberarelfármacoenelsitiocorrecto

NPs queliberanóxidonítrico:

NO+O2- →RNOS-Diferentesmecanismos-Necesariocantidad

mínimadeNO

MetalescontenidosenNPsàNanopartículas deplata

(Ag),ionescargadopositivamenteinteraccionancongrupossulfatoyfosfatode

paredesymembranasdebacterias.

NPs dequitosano-Polímeronatural

derivadodelaquitina-Gruposaminos

cargadospositivamenteantes

pH<6,5- “Bottom-up”

Mecanismosdeacciónfrentealaresistenciamicrobianadenanopartículas

RESUMEN

Enlosúltimosañoshahabidounaumentoenelusoindebido,excesivoeinclusoinsuficientedelosmedicamentos,teniendoconsecuenciasparalasalud.Elcasomásfrecuenteeselusoindebidodelosantibióticos,llegandoadesarrollarsemecanismosderesistenciaalosmismos.Lainvestigaciónactualsecierraenlabúsquedadenuevasalternativasalaadministraciónconvencionaldeantibióticosyesaquídondesurgeunanuevaherramienta:lananotecnología.Eltamañodelaspartículasyestructurasdeestanuevavertientepermitevehiculizarlosantibióticosalostejidosycélulasdianadeunamaneramáseficiente.Suponeungranavanceencuantoaltratamientodeinfecciones.Enestarevisiónseexplicaranlasnanopartículas ynanovehículos conmásrelevanciaeneltratamientodeinfeccionesbacterianas.PALABRASCLAVE:antibióticos,resistencia,nanovehículos,ynanopartículas

Métodosdeentradaenelorganismo