Superparamagnetic nanoparticles for cell tracking and magnetic vectorization in ischemic stroke

Abstract

Las enfermedades cerebrovasculares son la segunda causa de muerte y la primera de discapacidad en países desarrollados. Sin embargo, las terapias disponibles son limitadas. La trombolisis farmacológica o la reperfusión mecánica son las estrategias que reportan mejores beneficios a los pacientes, en términos de pronóstico neurológico, siendo el activador tisular del plasminógeno recombinante (rt-PA) el más común de todos ellos. Recientemente, la terapia celular ha surgido como una estrategia prometedora frente a tratamientos farmacológicos convencionales debido a sus múltiples y potenciales mecanismos de acción, entre los cuales se han destacado la integración de las células administradas en los tejidos, procesos de inmunomodulación, o secreción de factores de crecimiento. Aspectos como el tipo celular, dosis, ventana terapéutica, toxicidad o la relación entre biodistribución y pronóstico deben ser todavía estudiados en profundidad. Aunque la administración sistémica es la preferida para la mayoría de los ensayos in vivo con células madre hasta el momento, no está claro todavía si las células administradas van a ejercer su efecto terapéutico desde el cerebro o desde otra parte del cuerpo. Para estudiar la biodistribución, se han desarrollado varias técnicas de imagen combinadas con marcajes celulares específicos siguiendo distintas rutas de administración. Estas técnicas aplicadas a terapia celular tienen un papel doble; el de seguimiento celular tras la inyección en tiempo real, y el de evaluación de la progresión de la patología. Hoy en día, la resonancia magnética nuclear (RMN) es una de las mejores herramientas de diagnóstico disponibles, no solo por la alta resolución de sus imágenes, sino también por su carácter no invasivo y radiación no ionizante. Sin embargo, las células inyectadas son demasiado pequeñas para poder ser visualizadas por RMN. Para su detección y estudio es necesario el uso de agentes de contraste como las nanopartículas superparamagnéticas, las cuales son una herramienta idónea para marcaje celular, no sólo por el alto contraste que generan en RMN, sino también por la reducida toxicidad y sencillez en el proceso de marcaje. Así, la hipótesis de este trabajo se basó en la síntesis de nanopartículas superparamagnéticas biocompatibles para seguimiento celular in vivo. Las células marcadas con estas nanopartículas superparamagnéticas pueden ser monitorizadas in vivo por técnicas de RMN y guiadas mediante campos magnéticos externos sin dañar a las células y proporcionando información de la biodistribución celular siguiendo distintas rutas de administración. Además, este marcaje nos permitirá el estudio de los efectos terapéuticos en un modelo animal de isquemia cerebral dependiendo de la localización de las células tras la administración.