Investigadores de Mass General Brigham han desarrollado un nuevo hidrogel que no se degradó bajo estrés articular repetido y resultó en una liberación de fármacos prolongada y sostenida en estudios preclínicos. Esta innovación tiene como objetivo mejorar el tratamiento de la osteoartritis postraumática (OAPT), una condición que afecta a las articulaciones después de una lesión, mediante la administración efectiva de terapias en la articulación a pesar de su constante estrés mecánico.
La osteoartritis postraumática (OAPT) presenta un desafío significativo en la salud articular, surgiendo como consecuencia de una lesión. Los enfoques terapéuticos actuales se centran principalmente en aliviar los síntomas, ofreciendo un alivio temporal en lugar de abordar la progresión subyacente de la afección. Si bien existen terapias emergentes prometedoras, su efectividad se ve significativamente obstaculizada por la dificultad de administrarlas eficientemente en la articulación. Esto se debe a la naturaleza altamente dinámica de la articulación y a la exposición constante al estrés mecánico, que puede eliminar rápidamente los agentes terapéuticos.
Reconociendo esta limitación crítica, los investigadores de Mass General Brigham han dado un paso significativo para abordar este desafío mediante el desarrollo de un nuevo hidrogel. Este material innovador está diseñado específicamente para mejorar la administración de fármacos para el tratamiento de la OAPT. El principio de diseño central de este hidrogel es su capacidad para proporcionar una liberación sostenida del fármaco, incluso frente al movimiento articular continuo. Los estudios preclínicos, diseñados para simular el estrés mecánico experimentado durante actividades como correr, han demostrado el notable potencial del hidrogel para tratar la OAPT, particularmente en individuos físicamente activos.
El Dr. Nitin Joshi, autor principal y coautor principal del estudio y bioingeniero asociado en el Brigham and Women’s Hospital, destaca las limitaciones actuales en el tratamiento de la OAPT, afirmando: “Los fármacos modificadores de la enfermedad podrían ralentizar, detener o revertir la OAPT, pero la rápida eliminación del fármaco de las articulaciones limita su efectividad. Los hidrogeles pueden prolongar la liberación del fármaco, pero pueden descomponerse bajo estrés mecánico, como el del ejercicio”. Esto subraya la necesidad de un sistema de administración de fármacos que pueda resistir el exigente entorno de una articulación activa.
El equipo de investigación, incluido el coautor principal Dr. Jeffrey Karp, distinguido presidente de anestesiología en BWH, abordó estas limitaciones diseñando un hidrogel que puede liberar medicamentos continuamente sin verse comprometido por el estrés mecánico. El Dr. Karp enfatiza esta innovación clave, señalando: “Reconocimos estas limitaciones y diseñamos un hidrogel que libera medicamentos continuamente sin verse afectado por el estrés mecánico”. Este nuevo enfoque tiene como objetivo superar la rápida eliminación del fármaco que ha plagado las estrategias terapéuticas anteriores.
El estudio, respaldado por fondos de los Institutos Nacionales de Salud, utilizó monostearato de triglicerol (TG-18), un aditivo alimentario común, como base para el hidrogel. Una característica clave de este hidrogel es su rápida capacidad de autorreparación después de experimentar estrés mecánico. En un modelo de ratón, los investigadores observaron que el hidrogel exhibía propiedades de autocuración, licuándose bajo estrés mecánico y luego reformándose instantáneamente. Este mecanismo inherente de autocuración demostró ser crucial para garantizar una liberación duradera, estable y sostenida de un fármaco modificador de la enfermedad, incluso durante el movimiento articular continuo.
La liberación sostenida del fármaco facilitada por el hidrogel resultó en una reducción significativa del daño del cartílago en el modelo preclínico. Además, un hallazgo inesperado pero beneficioso fue que el hidrogel también mejoró la lubricación articular. Esta doble acción de liberación sostenida del fármaco y lubricación mejorada podría contribuir significativamente al efecto terapéutico general.
El Dr. Joerg Ermann, coautor principal y reumatólogo tratante en el Brigham and Women’s Hospital, enfatiza el impacto potencial de esta tecnología en el tratamiento de la OAPT, particularmente para las personas activas. Afirma: “Nuestra tecnología de hidrogel podría transformar el tratamiento de la OAPT al reducir la necesidad de inyecciones frecuentes, ralentizar la progresión de la enfermedad y, potencialmente, retrasar o prevenir la cirugía”. Además, destaca su importancia para poblaciones específicas, agregando: “Esto es particularmente importante para atletas, personal militar y adultos jóvenes que se recuperan de lesiones articulares que necesitan terapias efectivas que les permitan mantener estilos de vida activos”. La capacidad del hidrogel para funcionar eficazmente en articulaciones físicamente activas lo convierte en una solución prometedora para las personas que dependen de la función articular para sus actividades y profesiones diarias.
El desarrollo exitoso y la validación preclínica de este hidrogel mecánicamente resistente representan un avance significativo en el campo de la administración de fármacos para la OAPT. Al abordar el desafío crítico de la eliminación de fármacos en entornos articulares dinámicos, esta tecnología tiene el potencial de mejorar la eficacia de los fármacos modificadores de la enfermedad, ralentizar la progresión de la enfermedad y, en última instancia, mejorar la calidad de vida de las personas afectadas por la osteoartritis postraumática. Los hallazgos publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) proporcionan una base sólida para futuras investigaciones y la posible traducción clínica de este enfoque innovador.
Investigadores de Mass General Brigham han desarrollado un hidrogel autorreparable que administra fármacos eficazmente para tratar la osteoartritis postraumática (OAPT), incluso con movimiento articular continuo. Esta tecnología promete revolucionar el tratamiento de la OAPT, reduciendo inyecciones frecuentes y frenando la progresión de la enfermedad, lo que podría mantener estilos de vida activos después de lesiones articulares y retrasar o evitar la cirugía.
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