Prevenir las picaduras de mosquitos con nanocristales

Los mosquitos son los animales más mortíferos de la tierra. Son vectores de enfermedades parasitarias y epidémicas, como malaria, dengue, zika, chikungunya, fiebre amarilla y muchas más. Afectan y matan a millones de personas cada año. Los métodos de protección existentes son limitados e incluyen compuestos volátiles que repelen activamente a los mosquitos como la N,N-Dietil-meta-toluamida (DEET) o diferentes aceites esenciales como el geraniol y la citronela. La mayoría son compuestos olorosos y requieren solventes orgánicos para su dispersión. 

En el artículo Mosquito bite prevention through self-assembled cellulose nanocrystals (revista PENAS NEXUS) un grupo de científicos The Hebrew University of Jerusalem, investigan las propiedades de una barrera de nanocristales de celulosa (CNC). La celulosa es un polisacárido natural que se encuentra en las células de las plantas y en algunos organismos unicelulares. Es el componente principal de las paredes celulares y la sustancia más abundante en la biomasa terrestre. Se compone de cadenas de glucosa unidas por enlaces glucosídicos, lo que le confiere una estructura rígida y resistente. Es insoluble en agua y otros solventes polares, pero puede ser disuelta en soluciones ácidas concentradas y en algunas sales orgánicas. 

El tratamiento de la celulosa con ácido sulfúrico hace que la nanocelulosa resultante forme nanocristales con capacidad de autoensamblarse en películas transparentes y resistentes. Mezclados con agua y una pequeña cantidad de glicerol, los nanocristales se pueden aplicar sobre la piel como un gel. 

Son totalmente de base biológica y la química de su superficie es ideal para la dispersión acuosa de muchos compuestos. Durante el desarrollo del repelente observaron una disminución del 80% de las picaduras del Aedes aegypti cuando aplicaron una capa fina de CNC, la cual parece actuar como un camuflaje químico para las muchas señales buscadas por los insectos. El efecto combinado de CNC-glicerol con indol redujo a casi nula la puesta de huevos después de la exposición a la sangre de los mamíferos con un 99,4% menos de huevos en comparación con el control. 

La biocompatibilidad de los nanocristales de celulosa, su ubicuidad, la característica de autoensamblaje y bajo costo hace que los CNC sean ideales para el desarrollo de una nueva generación de protectores personales para repeler mosquitos.

Lectura complementaria

Mosquito bite prevention through self-assembled cellulose nanocrystals. 

Administración de fármacos con nanocristales MOF*Ab

Las estructuras metal-orgánica (MOF/Metal–organic frameworks) son una clase de compuestos que consisten en iones o grupos metálicos coordinados con ligandos orgánicos para formar estructuras unidimensionales, bidimensionales o tridimensionales. Investigadores australianos, en el artículo Self-Assembly of Oriented Antibody-Decorated Metal-Organic Framework Nanocrystals for Active Targeting Applications, publicado en la revista Advanced Materials, presentan estructuras MOF de Zn-imidazol capaces de unirse a anticuerpos (Ab) y luego estos a potentes fármacos y/o agentes de imágenes (puntos cuánticos) para buscar células enfermas con mayor precisión disminuyendo los efectos adversos en el paciente. 

Crédito: Francesco Carraro y Paolo Falcaro.  Universidad Tecnológica de Graz. Austria.

Es el primer sistema de administración de anticuerpos y fármacos de estructura metal-orgánica con potencial de acelerar-rastrear nuevas y potentes terapias para el cáncer, enfermedades cardiovasculares y autoimunes. La novedosa síntesis de nanocristales MOF monoclonales orientados y “decorados” con anticuerpos (Ab) se realiza en un solo paso. La cristalización  ocurre a partir de una solución de Zn²⁺ y 2-metilimidazol y el MOF es activado por la región cristalizable del fragmento (Fc) del Ab. El crecimiento selectivo produce biocompuestos con Abs orientados en los nanocristales MOF*Ab: las regiones Fc se insertan parcialmente dentro de la superficie del MOF y las regiones de unión al anticuerpo sobresalen de ella hacia el objetivo. La configuración ordenada imparte propiedades de reconocimiento de antígeno-anticuerpo al biocompuesto. También se probó su rendimiento como biosensor cargando MOF*Ab con puntos cuánticos luminiscentes. Se sabe que solo el 0.01 por ciento de la quimioterapia actualmente llega al tejido canceroso; el nuevo método puede aumentar la cantidad de droga que impacta en su objetivo disminuyendo los efectos secundarios y los costos del tratamiento. Con más de 80 anticuerpos monoclonales diferentes aprobados para uso clínico, el presente enfoque tiene un enorme potencial de mejorar su administración y eficiencia controlando el direccionamiento con precisión. .

Lectura complementaria: Self-Assembly of Oriented Antibody-Decorated Metal-Organic Framework Nanocrystals for Active Targeting Applications