Químicos, científicos de
materiales y nanoingenieros en UC
San Diego han creado lo que puede ser el último protector solar natural. En un
artículo publicado en la revista American Chemical Society, ACS Central
Science, informan sobre el desarrollo de nanopartículas
que imitan el comportamiento de melanosomas
naturales, estructuras celulares productoras de melanina que protegen nuestra
piel, ojos y otros tejidos de los efectos nocivos de la radiación ultravioleta.
"Básicamente, tuvimos
éxito en hacer una versión sintética de las nanopartículas que nuestra piel usa
para producir y almacenar melanina y demostró en experimentos en células de la
piel que imitan el comportamiento de melanosomas naturales", dijo Nathan
Gianneschi, profesor de química y bioquímica, la ciencia de los materiales y la
ingeniería y la nanoingeniería en UC San Diego, que encabezó el equipo de
investigadores. El logro tiene aplicaciones prácticas.
"Los defectos en la
producción de melanina en los seres humanos pueden causar enfermedades como el vitíligo y albinismo que carecen de tratamientos eficaces", agregó
Gianneschi.
El Vitíligo se desarrolla cuando el sistema inmune intenta
erróneamente borrar melanocitos normales de la piel, deteniendo eficazmente la
producción de melanocitos. El albinismo
se debe a defectos genéticos que conducen a la ausencia o un defecto químico en
la tirosinasa, una enzima que contiene cobre que participa en la producción de
melanina. Ambas enfermedades carecen de tratamientos eficaces y resultan en un
riesgo significativo de cáncer de piel para los pacientes.
"La prevalencia
generalizada de estas enfermedades relacionadas con la melanina y un creciente
interés en el rendimiento de diversos materiales poliméricos relacionados con
la melanina nos llevó a buscar nuevas rutas sintéticas para la preparación de
melanina - como los materiales", dijo Gianneschi. Las partículas de
melanina se producen naturalmente en muchos tamaños y formas diferentes por los
animales, para las plumas iridiscentes en las aves o los ojos pigmentados y la
piel de algunos reptiles. Pero los científicos han descubierto que extraer
melaninas de fuentes naturales es un proceso difícil y potencialmente más
complejo que producirlas sintéticamente.
Gianneschi y su equipo
descubrieron hace dos años que las nanopartículas sintéticas parecidas a la
melanina podrían desarrollarse de manera controlable con precisión para imitar
el rendimiento de las melaninas naturales utilizadas en las plumas de las aves.
"Hemos planteado la
hipótesis de que las nanopartículas sintéticas similares a la melanina
imitarían los melanosomas naturales y serían absorbidas por los queratinocitos, el tipo celular
predominante en la epidermis, la
capa externa de la piel", dijo Gianneschi.
En seres humanos sanos, la
melanina se administra por los queratinocitos en la piel después de ser
excretada como melanosomas de los melanocitos. Los científicos de UC San Diego
prepararon nanopartículas similares a la melanina a través de la oxidación
espontánea de la dopamina, desarrollando análogos sintéticos biocompatibles de
melanosomas naturales. Luego estudiaron su capacidad de actualización,
transporte, distribución y protección contra la radiación ultravioleta en
queratinocitos humanos en cultivo de
tejidos.
Los investigadores
descubrieron que estas nanopartículas sintéticas no sólo eran absorbidas y
distribuidas normalmente, como melanosomas naturales, dentro de los
queratinocitos, sino que protegían las células de la piel del daño del ADN debido a la radiación
ultravioleta.
"Teniendo en cuenta las
limitaciones en el tratamiento de las enfermedades relacionadas con la melanina
defectuosa y la biocompatibilidad de estas nanopartículas sintéticas de
melanina en términos de absorción y degradación, estos sistemas tienen
potencial como melanosomas artificiales para el desarrollo de nuevas terapias, posiblemente
complementando las funciones biológicas de la naturaleza de las Melaninas
", dijeron los investigadores en su artículo.
Fuente:
Materials provided by University
of California - San Diego. Original written by Kim McDonald. Nota: contenido editado..
