En los últimos años, la nanotecnología ha experimentado un rápido desarrollo debido a su amplio abanico de aplicaciones en diferentes campos del conocimiento. Este enorme crecimiento se debe a las propiedades fisicoquímicas únicas de los nanomateriales, que son muy diferentes a las de la escala macrométrica, lo que permite la síntesis de materiales, dispositivos, sistemas y aplicaciones totalmente nuevos. En cuanto al sector biomédico se refiere, el aumento progresivo de enfermedades graves para las que no existen tratamientos definitivos genera la necesidad de desarrollar nuevos métodos de prevención, diagnóstico, seguimiento y tratamiento más específicos, eficaces y rápidos que, además, minimicen sus posibles efectos secundarios y reduzcan sus costes de producción. El principal objetivo de esta Tesis Doctoral es, por lo tanto, el desarrollo y caracterización de nuevas nanoformulaciones (NFs) terapéuticas multifuncionales que puedan ser empleadas tanto para la vehiculización, como para el seguimiento y control de la liberación de fármacos, integrando para ello diferentes nanomateriales en una única entidad.
En la presente tesis doctoral se han desarrollado y caracterizado tres tipos de NFs multifuncionales capaces de transportar y liberar fármacos de forma controlada mediante temperatura, luz o cambios de pH, así como de ser seguidas mediante técnicas de bioimagen.
En primer lugar, se aborda el desarrollo de una NF capaz de transportar y liberar su contenido a temperaturas superiores a la corporal (>37.2°C), empleando para ello liposomas termosensibles (TSLs). Estos sistemas se han dotado de multifuncionalidad mediante la incorporación de tres polielectrolitos conjugados fluorescentes (CPEs) con emisión en la región azul (HTMA-PFP), verde (HTMA-PFBT) y roja (HTMA-PFNT) del espectro electromagnético.
Asimismo, se ha estudiado la posibilidad de implementar la quimioterapia con la terapia fototérmica. Para ello, se han sintetizado y caracterizado tres tipos de nanopartículas de oro (AuNPs) capaces de generar calor al ser irradiadas mediante luz láser, las cuales han sido incorporadas en los TSLs desarrollados y caracterizados previamente, promoviendo la liberación controlada de fármacos contenidos en su interior.
Por otro lado, se lleva a cabo el desarrollo de un nanogel capaz de cambiar su estructura en función del pH, induciendo así la liberación controlada de su contenido. Al igual que en el caso de los TSLs, a este sistema se le han incorporado CPEs con emisión multicolor (HTMA-PFP, HTMA-PFBT y HTMA-PFNT), los cuales actúan como sondas fluorescentes capaces de indicar la liberación del fármaco contenido en su interior, así como la localización final de la NF.
Finalmente, se explora la posibilidad de emplear elementos endógenos, como las membranas celulares de los eritrocitos y las proteínas plasmáticas albúmina del suero humano (HSA) y glicoproteína ácida 1-α (AGP), como posibles transportadores y estabilizadores del antitumoral temozolamida (TMZ), con objeto de prevenir la conversión prematura del fármaco en su forma activa.
Marta Rubio con María José Martínez Tomé (izquierda) y Reyes Mateo Martínez (derecha), directoras de su tesis doctoral.