Un grupo de científicos dirigido por expertos del Instituto Lavoisier de la Universidad de Versailles, en Francia, han identificado una manera estable de envolver óxido nítrico en un armazón metal orgánico. Esta cápsula química puede permitir a los médicos administrar óxido nítrico de una forma más altamente controlada a los pacientes.
El óxido nítrico (NO) es una de las pocas moléculas de gas que se sabe que están involucradas en las vías de señalización biológica. Es muy activo biológicamente y se puede encontrar en las células de bacterias, plantas, animales y hongos.
En los seres humanos, NO es un potente vasodilatador, aumentando el flujo sanguíneo y disminuyendo la presión vascular. También tiene una fuerte potencia antibacteriana.
Además, se cree que el óxido nítrico es el principal neurotransmisor vasoactivo que regula la erección masculina, de forma que el envejecimiento del sistema nervioso con una reducción de la estimulación, puede inhibir la liberación de la molécula, causando la disfunción eréctil.
Si bien esta actividad parece hacer a NO un candidato primordial para el diseño de fármacos, el problema es su administración porque se trata de un gas. En los últimos años, la capacidad de almacenamiento del gas y su biocompatibilidad con infraestructuras organometálicas, ha ganado mucha atención como candidatos para la administración de fármacos a base de gas.
El nuevo trabajo, cuyos resultados se publican en 'APL Materials', se extiende va más lejos que nunca en este aspecto, demostrando que estos armazones organometálicos pueden almacenar y administrar NO lentamente durante una cantidad de tiempo sin precedentes, algo que es clave para la acción antitrombogénica de este fármaco.
El equipo de Christian Serre, director de investigación del CNRS en el Instituto Lavoisier de Versalles centra su trabajo en cápsulas de derivados de policarboxilatos de hierro. Trabajaron en colaboración con el equipo de Russell Morris de la Universidad de St Andrews en Escocia e investigadores de la Universidad de Baja Normandía en Francia. Los científicos analizaron las propiedades de adsorción de NO y la liberación desde varios marcos biodegradables y biocompatibles porosos organometálicos de carboxilato de hierro mediante el uso de análisis de espectroscopia de infrarrojos, adsorción y desorción isotermas y ensayos de liberación desencadenada con agua.
Al hacerlo, confirmaron la gran capacidad de absorción de óxido nítrico de las cápsulas de hierro, y que el NO se estaba uniendo fuertemente a los lugares metálicos en las moléculas. También vieron que reducir parcialmente el hierro (III) a hierro (II) aumenta la afinidad de las moléculas de NO a la cápsula. Esta fuerte interacción permite una liberación controlada durante un estado prolongado de tiempo al día a nivel biológico. Esta escala de tiempo depende tanto de la estructura del marco de metal orgánico como del estado de oxidación del hierro, que puede ser calibrado cuidadosamente como sea necesario para el tratamiento con fármacos.
Estas actuaciones, asociadas con el carácter biodegradable y la baja toxicidad de estos armazones organometálicos, podrían allanar el camino para su uso en terapias médicas o formulaciones cosméticas, uno de los objetivos del consorcio de Serre en un futuro próximo. El trabajo actual y futuro incluye el uso de otros experimentos espectroscópicos para entender el complejo comportamiento de los marcos de hierro una vez cargados de óxido nítrico.