'Apuntar y disparar': 'pistola' de aire podría administrar vacunas y otros medicamentos sin dolor

¿Podría una bocanada de aire reemplazar algún día la aguja en la entrega de medicamentos y vacunas? Estos científicos están trabajando en ello.

Los últimos años han resaltado la importancia de las vacunas para salvaguardar la salud pública, pero ¿y si hubiera una mejor manera de administrar la vacuna que con la temida aguja?

Los investigadores pueden tener la respuesta: en forma de un chorro que puede inflar una vacuna a través de la piel con solo una pequeña cantidad de presión, una sensación que comparan con ser golpeado por un juguete de espuma.

El MOF-Jet, desarrollado por científicos de la Universidad de Texas en Dallas en los EE. UU., fue presentado a una audiencia en la reunión de primavera de la American Chemical Society el lunes.

El investigador principal del proyecto, Jeremiah Gassensmith, comenzó a jugar con la idea durante el confinamiento por la pandemia de COVID-19. Encargó piezas económicas de un sistema de inyección a chorro alimentado por gas comprimido y luego se las pasó a Yalini Wijesundara, una estudiante de posgrado en el laboratorio.

Wijesundara, quien presentó el trabajo en la reunión, había investigado previamente otros inyectores a chorro que datan de la década de 1960 y que utilizan gas comprimido para inyectar una corriente estrecha de fluido.

Pensando que si los inyectores podían modificarse para disparar sólidos, pensó que podrían ser un sistema de entrega de materiales dentro de un marco orgánico de metal (MOF). Estas 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 el MOF-Jet, que puede entregar polvos a las células disparándolas con aire.

El grupo de Gassensmith trabajó anteriormente con el MOF llamado marco ocho de zeolítica-imidazolato, o ZIF-8.

"En comparación con el oro, es barato y protege los materiales biológicos, como los ácidos nucleicos".explicó Wijesundara . "También podemos almacenar formulaciones de vacunas en forma de polvo a temperatura ambiente, lo que elimina la necesidad de las temperaturas extremadamente frías que requieren muchas vacunas líquidas".

El equipo encerró una variedad de materiales biológicos dentro de ZIF-8, lo que los protegió para que no se descompusieran demasiado rápido.

Luego modificaron una pistola genética, que generalmente se usa en medicina veterinaria para disparar material genético o proteínas en las células de un animal, para crear el MOF-Jet. Una bocanada de gas disparó la formulación en polvo a las células, lo que, según Wijesundara, fue tan fácil como "apuntar y disparar".

Probaron su sistema y demostraron que el MOF-Jet entregó un gen encerrado en ZIF-8 a las células de cebolla y una proteína encerrada en ZIF-8 a los ratones. Según Gassensmith, la explosión del inyector se siente "como si te hubieran golpeado con una bala Nerf", mucho menos doloroso que pincharte con una aguja.

El equipo también se dio cuenta de que podían cambiar la velocidad a la que se liberaba la carga alterando el gas utilizado. 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 celdas; si usas aire normal, tardará cuatro o cinco días", explicó. 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", dijo Gassensmith.

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.

La investigación aún está en curso, y los investigadores creen 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.

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