Un implante del MIT usa ultrasonidos para extender los fármacos por el cerebro
Ingenieros del MIT han construido un dispositivo implantable que combina un depósito de liberación lenta de fármaco con diminutos transductores de ultrasonidos para que el medicamento se extienda más lejos por el tejido cerebral. El trabajo, del laboratorio de Canan Dagdeviren en el Media Lab del MIT, se publicó el 26 de octubre en la revista Device; hasta ahora se ha probado en un modelo de tejido y en ratones.
El objetivo es ayudar a prevenir la reaparición del glioblastoma, un tumor cerebral agresivo. Los pacientes suelen someterse a cirugía, pero los cirujanos rara vez pueden extirpar todas las células cancerosas y el tumor a menudo reaparece. En Estados Unidos se diagnostican algo más de 10.000 casos al año y, según el MIT, los pacientes sobreviven de media entre 12 y 15 meses tras el diagnóstico.
Por qué ayudan los ultrasonidos
Ya existen obleas y hidrogeles de fármacos implantables, pero funcionan por difusión pasiva. El equipo del MIT quería más control sobre el momento y la distribución. Investigaciones anteriores mostraron que los ultrasonidos crean flujos convectivos que transportan las moléculas del fármaco más lejos, y que sus oscilaciones mecánicas hacen temporalmente más permeable la barrera hematoencefálica.
El nuevo dispositivo, llamado LUCID (Long-term Ultrasound-enhanced Convective Injection Device), es un implante flexible tan fino como una hoja de cartulina. Una cánula de administración de fármacos se imprime en 3D directamente sobre una matriz de 24 transductores de ultrasonidos en miniatura, de modo que las ondas sonoras se generan en la punta de la aguja. El depósito contiene unos 100 microlitros de líquido, la infusión la impulsa una bomba osmótica pasiva y los ultrasonidos se controlan de forma inalámbrica por Bluetooth. Una pequeña batería puede recargarse de forma inalámbrica.
Qué mostraron los experimentos
En un «fantoma de tejido», un material gelatinoso que imita el tejido humano, la administración asistida por ultrasonidos extendió las moléculas del fármaco mucho más lejos que la administración sin ultrasonidos. En ratones, los investigadores administraron un agente de contraste para resonancia magnética y comprobaron que se extendía más por el cerebro cuando la matriz de ultrasonidos estaba activada. Eran pruebas de la administración en sí; no se informó de ningún tratamiento del tumor.
«Tenemos 24 transductores en una matriz de ultrasonidos, lo que puede ayudar a que un fármaco determinado supere la barrera hematoencefálica y mejore la infusión del medicamento», afirma Dagdeviren, autora principal del estudio. El coautor principal Jason Hou añade: «Hacer llegar un fármaco al cerebro es solo parte del desafío. También tiene que extenderse por el tejido circundante».
Qué viene ahora
Si se desarrolla para pacientes, la cánula y la matriz de ultrasonidos quedarían dentro del cráneo, mientras que la batería y la electrónica podrían permanecer fuera, según los investigadores. Sugieren que la tecnología también podría administrar inmunoterapias o ácidos nucleicos, incluidas terapias génicas, y podría usarse en órganos distintos del cerebro. El estudio fue financiado por el MIT Media Lab Consortium y los Institutos Nacionales de Salud. Más en salud y ciencia.