Primer Borrador Del Trabajo

8/17/2019 Primer Borrador Del Trabajo

1/12

Mechanisms of delivering and release of drugs intocancerigenous brain cells.

Abstract

In recent times, tumor disease treatments cause side e ects in the rest of the body. It is more than necessary the application of a more e ectivetreatment, which allows a long-lasting releasing and focalizing drug e ect,without untoward e ects on the human body.

The realization of correct models of releasing and delivery of drugs, providebetter results than conventional treatments. e used transport phenomenaapplied to mechanisms of releasing and delivery of drugs for brain tumors.

e represented an action zone to appro!imate it to reality, as well as wesimulated the releasing and delivery of the drug. Therefore, we collected

information for its evaluation and analysis" as well as we compared thee ectiveness of the simulated mechanisms to determine the most suitablecerebral tumor treatment.

#sing the obtained results of the simulation and modeling, we analyzed andcompared the mechanisms of the delivery and releasing of drugs, assessingthe e ects of the delivering by three di erent methods$ utilizing nanoparticles, using the releasing and delivery by bloodstream di usion andthrough a controlled release implant. This resulted in a more accuratesimulation near to the necessity of avoiding the organ invasion, assuring thewhole releasing on the brain tumor and hence supplying the patient a better

life %uality&ummarizing, we can say that the new methods of releasing and delivery of drugs on brain tumors, incorporating the chemical engineering 'nowledge,have ended by having a positive response, due to its almost null side e ectson healthy organs, ensuring their complete action on brain tumors andproviding to patients a better life %uality.

(usti)caci*n.

Actualmente es necesaria la b+s%ueda de m todos farmacol*gicos %ue nospermitan un tratamiento integro, e)caz y sin efectos secundarios, mediante

la liberaci*n controlada y dirigida de f rmacos.ara lograr dicha tarea es necesario llevar a cabo una investigaci*n %ue nos

permita conocer los mecanismos de entrega y liberaci*n de f rmacos en elcuerpo humano de tal manera %ue la entrega sea espec/)ca e inerte para elresto del organismo, mientras %ue la liberaci*n sea regulada, constante ydisponible para el cuerpo.

0ip*tesis.

1l direccionamiento de f rmacos mediante el modelo de mecanismoslograr me2ores resultados %ue las terapias convencionales.

3b2etivo 4eneral.


2/12

Modelar mecanismos de liberaci*n y entrega para acci*n farmacol*gica entumores cerebrales, mediante la aplicaci*n de fen*menos de transporte.

3b2etivos espec/)cos.

1stablecer las ecuaciones y variables necesarias para el an lisis de losmecanismos de liberaci*n y entrega.

5epresentar la zona de acci*n de los mecanismos de liberaci*n y entregapara apro!imarlo a la realidad.

&imular la acci*n de los mecanismos de liberaci*n y entrega sobre el tumory obtener datos de sus efectos para an lisis.

1valuar los resultados e!perimentales y la e)cacia del mecanismo deliberaci*n y entrega.

Antecedentes.

6owadays brain illnesses are a ecting a big part of the population. Theirtreatment involves the detriment of other anatomical systems, whichrepresents non-so e ective methods. It is fundamental to solve the centralissue without having collateral damage.

5esearchers from the 7hemical 1ngineering 8epartment at 6ational#niversity of &ingapore are studying the e ect of various factors on thedelivery of di erent drugs addressed to brain tumors.

7hi- 0wa ang 9 (ian :i present an important alternative to traditionalmethods on their recent article ;The delivery of ?-chloroethyl@- 76#@ to brain tumorsB

The delivery of 1-3-bis(2-chloroethyl)-1-nitrosourea (BCNU) to brain tumors,>7hi-0wa anga 9 (ian :i"


3/12

Introducci*n.

1l tratamiento de los problemas cancer/genos siempre a resultado unproblema para los pacientes, %uienes com+nmente tienden a sufrir los

estragos de las tan desgastantes GGterapiasHH, las cuales funcionan a basede macromol culas, las cuales a menudo repercuten en las problem ticasprimeramente para ser introducidas en el cuerpo < . 1l mayor reto al %ue seenfrentan los m dicos en con2unto con los especialistas de la salud esprincipalmente poder modelar mediante el uso de ecuaciones matem ticasel comportamiento y Du2o de los medicamentos a lo largo del torrentesangu/neo ? .

1l peso de una persona 2uega un papel primordial en la coordinaci*n ydistribuci*n del medicamento suministrado al paciente ya %ue dependiendode ello se podr n considera en mayor o menor medida las cuestiones

m sicas de las ecuaciones, es decir los balances de materia, %ue como sesabe con tan acertados para poder cumplir con la rigurosidad de losmodelos usados =.

:as investigaciones actuales dirigen la atenci*n especialmente a garantizarla funcionalidad de las nuevas t cnicas %ue se enfocan primeramente en laparte e!perimental de los fen*menos de transporte, en especial$ la masa yel movimiento . 8ebido a %ue las ecuaciones %ue gobiernan losfundamentos de los medicamentos al interior del cuerpo humano tienen uncierto grado de comple2idad, los m dicos com+nmente re%uieren de laayuda de especialistas en los temas, en caso espec/)co de biotecnolog/a,

biom dicos y en un mayor porcenta2e de Ingenieros %u/micos, estos +ltimospor su enfo%ue resultan ser los m s adecuados para el modelado y soluci*na las ecuaciones planteadas J .

1l c ncer de cerebro primario se origina en el par n%uima del cerebro, lam dula espinal o los nervios. Algunos tumores %ue surgen a partir de lasenvolturas del cerebro o la m dula >meninges@ tambi n se considerantumores cerebrales primarios. :os tumores cerebrales metast sicos se hane!tendido a partir de un c ncer ubicado en otras partes del cuerpo, conmayor frecuencia pulmones, mama y colon.1l riesgo global durante la vida de padecer un tumor cerebral es inferior al


4/12

Astrocitomas$ c lulas en forma de estrella %ue protegen las neuronas. :ostumores de estas c lulas pueden e!tenderse desde el foco primario a otraszonas del cerebro, pero rara vez se diseminan fuera del sistema nerviosocentral. :os astrocitomas se grad+an del I al IL en funci*n de la velocidad deprogresi*n$

• 4rado I >astrocitoma piloc/tico@$ crecimiento lento, con escasatendencia a in)ltrar el te2ido cerebral circundante. M s frecuenteen ni os y adolescentes.

• 4rado II >astrocitoma difuso@$ crecimiento bastante lento, concierta tendencia a in)ltrar el te2ido cerebral circundante.3bservado en su mayor parte en adultos 2*venes.

• 4rado III >astrocitoma anapl sicoNmaligno@$ estos tumores crecencon bastante rapidez e in)ltran el te2ido cerebral circundante.

• 4rado IL >glioblastoma multiforme, 4 M@$ forma muy agresiva ymortal de c ncer de cerebro . or desgracia, se trata de la formam s frecuente de tumor cerebral en los adultos, ya %ue representael OPK de todos los astrocitomas.

3ligodendroglioma$ estas c lulas producen la mielina, una sustancia grasa%ue forma una vaina protectora alrededor de las c lulas nerviosas. :osoligodendrogliomas, %ue constituyen el K de los tumores cerebrales,afectan principalmente a personas mayores de J a os. Algunos subtiposde este tumor son especialmente sensibles al tratamiento con radio y%uimioterapia . :a mitad de los pacientes con oligodendrogliomas siguenvivos al cabo de cinco a os.1pendimoma$ estos tumores afectan a los ependimocitos, %ue revisten lasv/as %ue llevan el l/%uido cefalorra%u/deo por todo el cerebro y la m dulaespinal. :os ependimomas son infrecuentes y representan el ?K de todoslos tumores cerebrales" no obstante, son los tumores cerebrales m shabituales en los ni os. 1n general, no afectan a te2ido cerebral sano y no sediseminan fuera del ep ndimo. Aun%ue estos tumores responden bien a lacirug/a, especialmente los de la m dula espinal, no siempre puedene!tirparse por completo. :a supervivencia a los cinco a os de los pacientesmayores de J a os se apro!ima al PQK.

Meningiomas1stos tumores afectan a las meninges, el te2ido %ue forma la envolturae!terna protectora del cerebro y la m dula espinal. #na cuarta parte detodos los tumores cerebrales y medulares son meningiomas, de los %uehasta el RJK son benignos. :os meningiomas pueden desarrollarse acual%uier edad, pero su incidencia aumenta signi)cativamente en laspersonas mayores de OJ a os. :as mu2eres tienen dos veces m sprobabilidades %ue los varones de padecer meningiomas. 6ormalmentecrecen muy lentamente y no suelen causar s/ntomas. 8e hecho, muchosmeningiomas se descubren por accidente. :os meningiomas pueden

tratarse con !ito mediante cirug/a, si bien algunos pacientes,

http://www.mdanderson.es/cancer/cancer-de-cerebrohttp://www.mdanderson.es/cancer/tumorhttp://www.mdanderson.es/cancer/tumorhttp://www.mdanderson.es/cancer/quimioterapiahttp://www.mdanderson.es/cancer/cancer-de-cerebrohttp://www.mdanderson.es/cancer/tumorhttp://www.mdanderson.es/cancer/tumorhttp://www.mdanderson.es/cancer/quimioterapia


5/12

especialmente los ancianos, son candidatos a una actitud e!pectante paravigilar la enfermedad.

Neurinoma del acústico/schwannomas:as c lulas de &chwann se encuentran en la vaina %ue recubre las c lulasnerviosas. :os schwannomas vestibulares, tambi n denominadosneurinomas del ac+stico, se originan en el LIII par craneal, %ue esresponsable de la audici*n. :os s/ntomas espec/)cos de un schwannomavestibular incluyen zumbidos en los o/dos, p rdida de audici*n unilateral yproblemas de e%uilibrio. :os schwannomas suelen ser benignos y respondenbien a la cirug/a.

Meduloblastoma&e trata de un tumor cerebral frecuente en los ni os, %ue se diagnosticanormalmente antes de los varones y ni as@ menores de ?Q a os >la leucemia es la primera@

S :a segunda causa principal de muertes relacionadas con el c ncer en

varones de ?Q a =C a os >la leucemia es la primera@S :a %uinta causa de muertes relacionadas con el c ncer en mu2eres de ?Q a=C a os 1stad/sticas de incidencia &e espera %ue en ?Q


6/12

.?QQ ni os menores de ?Q a os ser n diagnosticados con tumorescerebrales primarios, de los cuales =.Q?Q ser n menores de


7/12

mayores en el futuro cercano. :os ingenieros biom dicos no s*lo hancontribuido considerablemente a nuestro entendimiento de los obst culos)siol*gicos para una administraci*n de f rmacos e)cienteVcomo eltransporte en el sistema circulatorio y el movimiento de los f rmacos atrav s de c lulas y te2idosVsino %ue han contribuido al desarrollo de varios

modelos nuevos de administraci*n de f rmacos %ue han entrado en lapr ctica cl/nica.

&in embargo, con todo este progreso, muchos medicamentos, aun los %uehan sido descubiertos usando las estrategias m s avanzadas en la biolog/amolecular, tienen efectos secundarios inaceptables debido a la interacci*ndel f rmaco con partes del cuerpo %ue no son el sitio destinado del f rmaco.:os efectos secundarios limitan nuestra capacidad de dise armedicamentos *ptimos para muchas enfermedades tales como el c ncer,las enfermedades neurodegenerativas y las enfermedades infecciosas.

:os sistemas de administraci*n de f rmacos controlan el ritmo de liberaci*ndel f rmaco y el lugar en el cuerpo donde se libera. Algunos sistemaspueden controlar ambas cosas.

W7*mo se usan los sistemas de administraci*n de f rmacos en la pr cticam dica actualU

0ist*ricamente, los m dicos han intentado dirigir sus intervenciones a reasde la enfermedad o reas en riesgo por enfermedad. Algunas veces ocurrenefectos secundarios dependiendo del medicamento, la manera en %ue seadministra, y c*mo responden nuestros cuerpos. 1stos efectos secundariospueden variar enormemente de persona a persona, en tipo y severidad. or

e2emplo, un f rmaco oral para alergias estacionales puede provocarsomnolencia no deseada o malestar estomacal.

:a administraci*n de f rmacos en forma local en lugar de sist micamente>%ue afectan todo el cuerpo@ es una manera com+n de disminuir los efectossecundarios y la to!icidad del f rmaco, a la vez %ue se ma!imiza el impactodel tratamiento. #na pomada antibacterial t*pico >usado en la piel@ para unainfecci*n localizada, o una inyecci*n de cortisona para una articulaci*ndolorosa, pueden evitar algunos de los efectos secundarios sist micos deestos medicamentos. 0ay otras maneras de lograr la administraci*nlocalizada de f rmacos, pero algunos medicamentos solamente se puedenadministrar sist micamente.

W u tecnolog/as est n desarrollando los investigadores )nanciados por el6I I para la administraci*n de f rmacosU

:a investigaci*n actual sobre sistemas de administraci*n de f rmacos sepuede describir en cuatro amplias categor/as$ v/as de administraci*n,veh/culos de administraci*n, carga, y estrategias de localizaci*n.

L/as de administraci*n

:os medicamentos se pueden tomar de varias manerasVpor la boca, porinhalaci*n, por absorci*n cut nea, o por inyecci*n intravenosa. 7ada

m todo tiene venta2as y desventa2as, y no todos los m todos se puedenusar para cada medicamento. :a me2ora de los m todos de administraci*n


8/12

actuales o el dise o de nuevos m todos pueden incrementar el uso de losmedicamentos e!istentes.

Imagen de un parche de microagu2as, del tama o de una yema del dedo,utilizado para administrar vacunas contra la inDuenza

Imagen de parche de microagu2as, del tama o de la punta de un dedo,usado para administrar vacunas contra la inDuenza. 7r dito de Xotograf/a$8r. Mar' rausnitz, Instituto de Tecnolog/a de 4eorgia.

:os arreglos de microagu2as son un e2emplo de un nuevo m todo paraadministrar medicamentos a trav s de la piel. 1n estos arreglos, docenas deagu2as microsc*picas, cada una m s delgada %ue un cabello, se puedenrecubrir o rellenar con un medicamento. :as agu2as son tan pe%ue as %ue,aun%ue penetran la piel, no llegan a los nervios cut neos, por lo %ue losmedicamentos se pueden administrar sin dolor.

:os cient/)cos )nanciados por el 6I I est n desarrollando un parche demicroagu2as para administrar vacunas. 1stos parches son f ciles de usar, nonecesitan refrigeraci*n y no re%uieren de m todos especiales paradesecharlos, por lo %ue los pacientes pueden usarlos en casa ellos mismos.1sta tecnolog/a podr/a ser especialmente +til en comunidades rurales %ue%uiz s no tengan muchos profesionales de la salud o instalaciones dealmacenamiento adecuadas para las medicinas refrigeradas tradicionales.

Vehículos de administración

As/ como es m s sencillo llevar una bebida en un vaso en lugar de un plato,encontrar el transportador adecuado para los medicamentos ayuda a

asegurar %ue estos lleguen intactos a su destino.:as ;6anoespon2asB, creadas por los investigadores )nanciados por el 6I I ,son un veh/culo prometedor para tratar el c ncer. :as nanoespon2as, %uecomprenden un andamio de pe%ue as part/culas de poli sterespecializadas, recubiertas con compuestos de localizaci*n deenfermedades y rellenadas con un f rmaco anti-c ncer, se albergan en lostumores despu s de ser inyectadas en el cuerpo. #na vez en su sitioprevisto, se degradan de forma segura y lentamente, liberando elmedicamento en el sitio del tumor a un ritmo constante y controlado.1studios anteriores tambi n han demostrado %ue las nanoespon2as se

pueden usar para tratar el glaucoma, la cuarta causa principal de laceguera.

Al limitar la liberaci*n de medicamentos a trav s del cuerpo, lasnanoespon2as y las biotecnolog/as relacionadas pueden revivir el uso def rmacos %ue anteriormente no eran seguros para el tratamiento deenfermedades. Adem s de ampliar las opciones de tratamientos, losveh/culos localizados para la administraci*n de f rmacos podr/an tambi nayudar a tratar enfermedades multif rmaco-resistentes.

Carga

uiz s la ruta m s obvia para me2orar el tratamiento de enfermedades ser/aenfocarse en los medicamentos en s/. ero tambi n hay otras opciones detratamientos. :os investigadores sobre administraci*n de f rmacos tambi n


9/12

est n e!plorando el uso de genes, prote/nas y c lulas madre comotratamientos.

1sta es una imagen de muchas nanopart/culas, cada una deapro!imadamente JQ nm de di metro

e%ue as part/culas biodegradables para acoplamiento de ant/genos.Xuente$ :onnie &hea y &tephen Miller

#n e2emplo de tratamiento de prote/nas est siendo e!aminado en unproyecto )nanciado por el 6I I para tratar trastornos autoinmunes, en los%ue el propio sistema de defensas del cuerpo ataca e%uivocadamente ydestruye te2ido sano. :os tratamientos actuales generalmente involucranf rmacos %ue reducen la actividad general del sistema inmunol*gico, lo %uetambi n aumenta el riesgo de una persona de contraer infecciones y otrasenfermedades.

&iguiendo las se ales del proceso natural del cuerpo para prevenir lareacci*n inmunol*gica, los investigadores desarrollaron part/culasmicrosc*picas y biodegradables %ue pueden blo%uear selectivamente lasc lulas inmunes asociadas con el trastorno autoinmune de esclerosism+ltiple >1M@. #nidas con partes de la prote/na mielina, el material aislante%ue recubre las c lulas nerviosas y %ue se destruye en la 1M, lasmicropart/culas fueron efectivas para prevenir el comienzo de 1M en ratonesy para detener el progreso de la enfermedad cuando se inyectaron despu sdel primer signo de la enfermedad. :a terapia de micropart/culas tambi npuede ser +til para tratar otros padecimientos inmunol*gicos, incluyendo lasalergias, o para suprimir el rechazo de *rganos en pacientes contrasplantes.

1strategias de localizaci*n

Traba2ando en un problema al rev s puede a veces revelar una soluci*n. 1nla investigaci*n de administraci*n de f rmacos, esto signi)ca empezar conun m todo de administraci*n %ue tenga un sitio de destino conocido, %uepodr/a ser *rganos enteros >coraz*n, pulmones, cerebro@, tipos de te2ido>m+sculo, nervio@, estructuras de enfermedades espec/)cas >c lulastumorales@, o estructuras en el interior de las c lulas.

:os investigadores )nanciados por el 6I I desarrollaron una nanopart/culade virus de plantas %ue puede dirigirse y adherirse a las c lulas de c ncerde pr*stata. 7uando se eti%uetan con tinturas Duorescentes, lasnanopart/culas virales pueden mostrar a los investigadores si las c lulascancerosas se han e!tendido al hueso en etapas tempranas de laenfermedad, a diferencia de con los escaneos de hueso tradicionales.

:as nanopart/culas virales, hechas de virus modi)cados, se bene)cian de lasformas naturales %ue los virus han desarrollado para burlar las defensasinmunes y entrar en las c lulas. 1sto signi)ca %ue no necesitan modi)carsetanto como otros tipos de nanopart/culas para comportarse de maneras

deseadas, y sus acciones dentro del cuerpo humano son bien conocidas. :as


10/12


11/12


12/12

< American 7ancer &ociety >?Q< @. A guide of 7hemotherapy. ?< de Mayo del?Q?QQJ@. Transient interstitial Duid Dow in brain tumors$1 ect on drug delivery. Chemical n!ineerin! "cience, #$ (2$$%), RQ=-

R??Q< @. MicroDuidic =8 models of cancer. &dvanced 'ru! 'elivery evie s, *+- $(2$1 ), OR-PR.

yung Eoo' et al. >?Q< @. &mart nanoparticles for drug delivery. Chemicaln!ineerin! "cience,12% (2$1%), ?Q?QQ?Q< @. 7ontrolled release forlocal delivery of drugs$ barriers and models. 0ournal of Controlled elease,1+$ >?Q< @, OO -OP=

Primer Borrador Del Trabajo

Documents

Transcript of Primer Borrador Del Trabajo