Atracción magnética de medicamentos

Aunque con dificultades, la entrega directa de medicamentos en forma de aerosol a la terapia pulmonar permite orientar mejor los objetivos terapéuticos. Un estudio recientemente publicado por Petra Dames y colaboradores destaca al magnetismo como un medio atractivo para ajustar la administración de fármacos.

El pulmón tiene una gran superficie, y la zona transversal de las vías respiratorias aumenta distalmente, lo que ralentiza la velocidad de flujo. La deposición de un aerosol inhalado se produce a través de tres mecanismos (figura 1). El primero es el impacto inercial, en el que una gota colisiona con la pared de la vía aérea. La segunda es la sedimentación, en el que las gotas o partículas se depositan en la superficie bajo la influencia de la gravedad. Por último, la difusión causada por el movimiento Browniano, lo que resulta en la eventual colisión de las gotas con la pared de la vía aérea.

En el impacto inercial, las partículas más grandes con una mayor inercia alcanzan la pared más proximal de las vías respiratorias, en parte debido a las elevadas velocidades. En la sedimentación, las moléculas suspendidas en el aire lentamente "llueven" en virtud de la fuerza de la gravedad. Dado que las más pequeñas tienen una mayor relación superficie-peso que las partículas más grandes, ellas permanecen suspendidas más tiempo pudiendo entonces ser exhaladas antes de la deposición. En general, cuanto más pequeñas sean las partículas, mayor es la probabilidad de que lleguen a partes lejanas de los pulmones. La cantidad de droga que figura en una gota es proporcional al radio, de manera que las gotas muy pequeñas, incluso aunque sean numerosas, llevarán menos concentraciones del principio.

Como es muy probable que las gotas de un diámetro de 3 a 5 μm se depositen en la región central del pulmón, se producen y utilizan gotas en este rango de para liberar los antibióticos inhalados en las vías respiratorias de pacientes con fibrosis quística. En los pacientes con riesgo de infección por Pneumocystis carinii, el objetivo de la profilaxis es entregar pentamidina a los alvéolos. Esto requiere aún menores rangos de tamaños de partículas. En general, cuanto más pequeño es la dimensión de las partículas, menor es la eficacia del sistema de entrega.

Hay tres modos convencionales de deposición de partículas en el pulmón: impacto inercial, la sedimentación y la difusión. La doctora Petra Dames y colegas han demostrado recientemente una novedosa técnica, el uso de un campo magnético que influencia el sitio de deposición. Las flechas rojas indican el movimiento de las partículas.

Hay más problemas si se desea dirigir el medicamento a un lugar específico en oposición a una categoría de estructuras. En esta área se ha desarrollado el AeroProbe, un diminuto catéter multilumen que se encaja en el canal de aspiración de un broncoscopio permitiendo la generación de aerosol intrapulmonar en la punta del broncoscopio. No está aprobado para su uso en seres humanos, a pesar de que se ha utilizado en la entrega de material genético en alvéolos de conejos. Las desventajas de este método radican que es invasivo y que el objetivo es inespecífico, distal a la ubicación del catéter.

Para el tratamiento focal, en contraposición a la de una estructura específica, como los alvéolos, sería ideal un sistema que favorezca el depósito en un determinado lugar. El método propuesto por el grupo de P. Dames hace precisamente eso. Mediante la adición de nanopartículas de óxido de hierro superparamagnético (SPION, por sus siglas en inglés) a la solución a ser aerosolizada, los autores demuestran que en presencia de un fuerte campo magnético la deposición en un pulmón de ratón puede ser mejorada más que en el otro pulmón. Los autores formularon SPION con un diámetro de 5 nm dentro de partículas de 80 nm de diámetro y luego las suspendieron en gotas que contenían la droga en solución; el compuesto en gotas tenía de 2.5 a 4,0 μm de diámetro. En ausencia de un campo magnético, los autores observaron igualdad de deposición en cada pulmón, pero con un campo magnético en el pulmón derecho se observó claramente una deposición preferencial.

También demostraron que el agente terapéutico se deposita en los SPION. Esto significa que los SPION, que son biológicamente inertes, pueden ser utilizados para la colocación directa del agente terapéutico en la gota. Aunque las nanopartículas "sólidas" se depositan en la capa de la mucosa y, a continuación se limpian, las drogas solubles en las gotas podrían ser puestas en libertad para entrar en las células por debajo de la capa de la mucosa. Los autores sostienen que la seguridad de los SPION está garantizada; estas partículas se han utilizado durante años como agentes de contraste en la resonancia magnética. Sin embargo, a nuestro entender, no se han realizado pruebas específicas de diagnóstico con aerosoles. Los autores también sugieren que más de un campo magnético, centrados en diversos sectores de la vía aérea, se podrían utilizar para orientar el aerosol al sitio deseado.

El principal problema de este sistema es que la fuerza del campo magnético disminuye rápidamente al aumentar la distancia desde el imán, de modo que una distancia de 5 mm da lugar a una disminución de aproximadamente un 90% en el flujo magnético, con lo que la técnica es más aplicable en ratones que en los seres humanos. Es una cuestión abierta que electroimanes de alto gradiente desarrollados para su uso en cerdos puedan ser aplicados en seres humanos en un futuro previsible.

La capacidad de influir en la deposición de los aerosoles con independencia del tamaño de la partícula y de la localización específica del objetivo en el pulmón podría facilitar el tratamiento de una lesión focal o endobronquial, para lo cual se desean altos niveles de deposición local y mínima entrega a los tejidos sanos. El éxito de la aplicación de este concepto en las personas sería un gran avance, pero por el momento la idea es lo más parecida a un campo magnético: es invisible, pero se puede sentir su fuerza de atracción.