Nanopartícula combina dos estrategias para acelerar la cicatrización de heridas crónicas

La formulación tópica combina antioxidante natural y silenciamiento genético de una enzima que degrada el tejido cutáneo. En pruebas de laboratorio, el tratamiento promovió la regeneración celular en tan solo 72 horas

Por Fernanda Bassette  |  Agência FAPESP – Investigadores de la Universidad de São Paulo (USP), en Ribeirão Preto (Brasil), desarrollaron una nanopartícula capaz de actuar sobre diferentes factores que impiden la cicatrización de heridas crónicas, como es el caso de las úlceras asociadas a la diabetes y de las lesiones por presión, más comunes en personas encamadas. Estas lesiones, que pueden persistir durante meses o incluso años, afectan a alrededor del 1 % al 2 % de la población, aumentan el riesgo de infecciones y amputaciones y representan un importante problema de salud pública, puesto que comprometen significativamente la calidad de vida de los pacientes.

En pruebas in vitro, la tecnología redujo la inflamación y protegió el tejido contra los daños causados por el estrés oxidativo – una condición patológica en que el exceso de moléculas reactivas (como los radicales libres de oxígeno) daña las células e impide la regeneración. Además, la formulación favoreció la migración de fibroblastos cutáneos, células que desempeñan un papel fundamental en la cicatrización de la piel. Los resultados fueron publicados en la revista Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.

El tratamiento disponible actualmente se basa principalmente en apósitos, antibióticos y antiinflamatorios, que ayudan a controlar la infección y el cuadro inflamatorio, pero no siempre logran interrumpir los mecanismos que mantienen abierta la herida.

“Estas heridas son difíciles de tratar porque diversos mecanismos involucrados en la cicatrización dejan de funcionar adecuadamente. Hay inflamación persistente, exceso de enzimas que degradan el tejido, estrés oxidativo y dificultades para formar nueva piel. Por eso, pensamos en una estrategia que pudiera actuar sobre varios de estos procesos al mismo tiempo”, explica la farmacéutica Maria Vitória Lopes Badra Bentley, profesora de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto (FCFRP) de la USP y directora de la investigación, quien contó con el apoyo de la FAPESP.

Dos estrategias terapeuticas

Para obtener los resultados, los investigadores desarrollaron una nanopartícula híbrida capaz de transportar dos moléculas con funciones complementarias.

Uno de los principales blancos de la investigación fue la enzima MMP-9, que, en niveles normales, participa en la remodelación de los tejidos. Sin embargo, en las heridas crónicas su producción se vuelve excesiva, lo que provoca la degradación de proteínas como el colágeno, la elastina y los factores de crecimiento, fundamentales para la reconstrucción de la piel. Para reducir este efecto, los investigadores utilizaron una pequeña molécula de ARN (siRNA), capaz de silenciar específicamente el gen responsable de la producción de la enzima.

El grupo también utilizó resveratrol, un compuesto ampliamente empleado en la formulación de cosméticos, elegido por reunir propiedades antioxidantes y antiinflamatorias y por favorecer también la migración y proliferación de fibroblastos, responsables de la producción de colágeno y de otros componentes de la matriz extracelular fundamentales para el cierre de la herida. “El resveratrol ya venía siendo investigado para aplicaciones en heridas. Nuestra propuesta fue asociarlo al silenciamiento de la MMP-9 en una única plataforma para actuar simultáneamente sobre diferentes mecanismos responsables de la cronicidad de estas lesiones”, explica la investigadora Milena Finazzi Morais, becaria de maestría de la FAPESP y primera autora del estudio.

Para que ambos compuestos llegaran de manera eficiente al lugar de la lesión, el equipo desarrolló una nanopartícula lipídica incorporada a un hidrogel. Según las investigadoras, además de proteger las moléculas, la nanopartícula aumenta su penetración en las capas de la piel y promueve una liberación gradual de los principios activos, prolongando su acción en el lugar de aplicación. La profesora Bentley explica que esto es necesario porque el resveratrol es poco soluble en agua y se degrada fácilmente, mientras que el siRNA es una molécula inestable que las enzimas del organismo destruyen rápidamente.

“El sistema fue incorporado a un hidrogel, aumentando su viscosidad y permanencia sobre la herida. En los experimentos realizados en cultivos celulares y en piel porcina [un modelo ampliamente utilizado en investigaciones dermatológicas por presentar características similares a las de la piel humana], la formulación mostró una mayor retención de los compuestos en el tejido y una mejor capacidad para transportar las moléculas hasta el lugar de la lesión”, explica Bentley.

Los resultados mostraron que la estrategia redujo significativamente la producción de MMP-9, disminuyó los niveles de especies reactivas de oxígeno y de citocinas inflamatorias, además de restaurar la capacidad de migración de los fibroblastos. En el modelo experimental de cicatrización in vitro, la combinación completa promovió prácticamente el cierre de la lesión simulada después de 72 horas.

Según Bentley, uno de los principales aspectos diferenciales del trabajo consiste precisamente en reunir distintos mecanismos de acción en una única plataforma terapéutica. “Ninguna enfermedad crónica tiene un único factor responsable. Existen varios mecanismos alterados al mismo tiempo. Por eso, tiene más sentido desarrollar un producto multifuncional que intentar resolver el problema actuando sobre un único blanco”, afirma.

Aunque los resultados son prometedores, la investigadora destaca que la tecnología todavía se encuentra en fase de estudio. Los próximos pasos incluyen pruebas en modelos tridimensionales de piel y, posteriormente, en animales, para confirmar la eficacia y la seguridad de la formulación antes de que pueda avanzar hacia ensayos clínicos.

Diagrama esquemático sintetizando la investigación (imagen: Milena Finazzi Morais/generado por IA)

Plasma rico en plaquetas

La línea de investigación sobre las heridas crónicas también dio origen a otro proyecto desarrollado por el grupo. En su maestría, con una beca de la FAPESP, también en la FCFRP-USP, la investigadora Lorena Amorin Tiritan estudia la asociación de estas nanopartículas con un gel producido con plasma rico en plaquetas obtenido a partir de concentrados de plaquetas que serían descartados por los centros de hemoterapia. La propuesta consiste en aprovechar los factores naturales de crecimiento presentes en este material para potenciar el proceso de regeneración de los tejidos.

“Además del potencial terapéutico, nuestra propuesta también busca dar un destino útil a un material que normalmente sería descartado. La expectativa es que los factores de crecimiento presentes en este plasma complementen la acción de las nanopartículas y favorezcan la cicatrización”, afirma Tiritan.

El artículo Multifunctional hybrid lipid-polymeric nanoparticle enabling resveratrol and siRNA co-delivery for enhanced cutaneous wound repair puede leerse en: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927776526004042.