Adiós a las inyecciones: el futuro está en los chorros de aire
La explosión del inyector es «como si te hubieran golpeado con una bala Nerf», según los investigadores
A nadie le gustan las agujas, pero son necesarias para administrar muchas vacunas y productos biológicos en el cuerpo. Pero, ¿qué pasaría si se pudieran inyectar a través de la piel, con solo un poco de presión, como si te golpearan en el brazo con una pistola tipo nerf? Los científicos están cada día más cerca de hacerlo realidad gracias a vacunas en polvo que no requieren refrigeración y un sistema impulsado por gas comprimido. Su 'MOF-Jet' podría administrar fácilmente terapias contra el cáncer y otras enfermedades de una manera relativamente indolora.
La idea del proyecto se formó a partir del aburrimiento inducido por la pandemia. El investigador principal del proyecto, Jeremiah Gassensmith, Ph.D., había pedido piezas económicas de un sistema de inyección de chorro de gas comprimido para entretenerse mientras estaba encerrado en casa. Más tarde, cuando todos regresaron al campus de la Universidad de Texas en Dallas, le entregó las piezas a Yalini Wijesundara, una estudiante de posgrado del laboratorio con las instrucciones y le dijo: «Mira a ver qué puedes hacer con esto».
El MOF-Jet, que se muestra aquí, puede «disparar» terapias génicas en las células sin el dolor de una aguja
Wijesundara, que anteriormente había investigado otros inyectores a chorro que datan de la década de 1960 y que usan gas comprimido para inyectar una corriente estrecha de fluido, tomó las instrucciones con calma. Si los inyectores pudieran modificarse para disparar sólidos, pensó, también podrían entregar carga encerrada en estructuras metal-orgánicas, o MOF. Estos marcos son estructuras cristalinas porosas que actúan como «jaulas» moleculares para encapsular una amplia variedad de materiales, incluidos ácidos nucleicos y proteínas. Al combinar el inyector de chorro con el trabajo existente del laboratorio sobre MOF, Wijesundara creó un 'MOF-Jet'. El chorro puede inyectar polvos a las células, literalmente, disparándolos con aire. Tanto Gassensmith como Wijesundara están en la Universidad de Texas en Dallas.
Inyectores de chorro
Los inyectores de chorro tenían un uso generalizado en el ejército, pero eran dolorosos y el líquido a menudo salpicaba, lo que podría propagar otras enfermedades como la hepatitis B. Un descendiente moderno es la «pistola genética», que se usa típicamente en medicina veterinaria y puede costar decenas de miles de dólares. Estos dispositivos también disparan carga biológica a las células. En este caso, la carga se adhiere a la superficie de una micropartícula de metal, generalmente de oro o tungsteno. Pero una vez que penetra en la piel, las partículas de metal permanecen allí y pueden acelerar la degradación del material biológico.
Al experimentar con el MOF-Jet, Wijesundara pronto se dio cuenta de que la liberación de la carga se podía ajustar simplemente cambiando el gas portador del inyector. ZIF-8 es sensible a los ambientes ácidos, y cuando el dióxido de carbono reacciona con el agua en las células, produce ácido carbónico que, a su vez, ayuda a descomponer el MOF. «Si le disparas con dióxido de carbono, liberará su carga más rápido dentro de las células; si usa aire regular, tardará cuatro o cinco días», explica. Esto significa que el mismo fármaco podría liberarse en diferentes escalas de tiempo sin cambiar su formulación. «Una vez que nos dimos cuenta de eso, se abrieron muchas posibilidades», asegura Gassensmith.
Administrar quimioterapia
El equipo ahora está utilizando este método para administrar quimioterapéuticos y adyuvantes como un tratamiento potencial para el melanoma, la forma más grave de cáncer de piel. Dicen que debido a que el MOF-Jet puede dispersar material en un área amplia, podría distribuir una terapia contra el cáncer en un melanoma de manera más uniforme que con una aguja, que es el método de administración actual. Y simplemente al controlar el gas portador, podrían administrar quimioterapia con un período de tiempo de liberación rápida o lenta, según las necesidades del paciente. Aunque la investigación aún está en curso, los experimentos preliminares están dando resultados prometedores. Wijesundara y Gassensmith dicen que la adaptabilidad de su MOF-Jet podría permitir una gran cantidad de aplicaciones, desde medicina veterinaria hasta agricultura, o algún día incluso vacunas o tratamientos humanos.
