En biotecnología , los polimerosomas [1] son una clase de vesículas artificiales , pequeñas esferas huecas que encierran una solución. Los polimerosomas se fabrican utilizando copolímeros de bloques sintéticos anfífilos para formar la membrana de la vesícula y tienen radios que varían de 50 nm a 5 μm o más. [2] La mayoría de los polimerosomas reportados contienen una solución acuosa en su núcleo y son útiles para encapsular y proteger moléculas sensibles, como fármacos, enzimas, otras proteínas y péptidos, y fragmentos de ADN y ARN . La membrana polimérica proporciona una barrera física que aísla el material encapsulado de materiales externos, como los que se encuentran en los sistemas biológicos.
Los sintosomas son polimerosomas diseñados para contener canales ( proteínas transmembrana ) que permiten que ciertas sustancias químicas pasen a través de la membrana hacia dentro o fuera de la vesícula. Esto permite la recolección o modificación enzimática de estas sustancias. [3]
El término "polimerosoma" para las vesículas hechas de copolímeros en bloque se acuñó en 1999. [1] Los polimerosomas son similares a los liposomas , que son vesículas formadas a partir de lípidos naturales . Si bien tienen muchas de las propiedades de los liposomas naturales, los polimerosomas exhiben una mayor estabilidad y una permeabilidad reducida. Además, el uso de polímeros sintéticos permite a los diseñadores manipular las características de la membrana y así controlar la permeabilidad, las tasas de liberación, la estabilidad y otras propiedades del polimerosoma.
Se han utilizado varias morfologías diferentes del copolímero en bloque utilizado para crear el polimerosoma. Los más frecuentemente utilizados son los copolímeros lineales dibloque o tribloque. En estos casos, el copolímero de bloques tiene un bloque que es hidrófobo ; el otro bloque o bloques son hidrófilos . Otras morfologías utilizadas incluyen copolímeros de peine, [4] [5] donde el bloque principal es hidrófilo y las ramas de peine son hidrófobas, y copolímeros de bloque dendronizados , [6] donde la porción del dendrímero es hidrófila.
En el caso de copolímeros dibloque, peine y dendronizados, la membrana polimérica tiene la misma morfología bicapa de un liposoma, con los bloques hidrofóbicos de las dos capas enfrentados en el interior de la membrana. En el caso de los copolímeros tribloque, la membrana es una monocapa que imita una bicapa, y el bloque central desempeña el papel de los dos bloques hidrofóbicos enfrentados de una bicapa. [7]
En general, pueden prepararse mediante los métodos utilizados en la preparación de liposomas. Rehidratación de la película, método de inyección directa o método de disolución.
Los polimerosomas que contienen enzimas activas y que proporcionan una forma de transportar selectivamente sustratos para su conversión mediante esas enzimas se han descrito como nanorreactores. [8]
Los polimerosomas se han utilizado para crear sistemas de administración de fármacos de liberación controlada . [9] De manera similar al recubrimiento de liposomas con polietilenglicol , los polimerosomas pueden volverse invisibles para el sistema inmunológico si el bloque hidrófilo consiste en polietilenglicol. [10] Por lo tanto, los polimerosomas son portadores útiles para medicamentos dirigidos.
Para aplicaciones in vivo , los polimerosomas están de facto limitados al uso de polímeros aprobados por la FDA , ya que es poco probable que la mayoría de las empresas farmacéuticas desarrollen polímeros novedosos debido a cuestiones de costos. Afortunadamente, existen varios polímeros de este tipo disponibles, con diferentes propiedades, entre las que se incluyen:
Bloques hidrófilos
Bloques hidrofóbicos
Si se reticulan suficientes moléculas de copolímero en bloque que forman un polimerosoma , el polimerosoma se puede convertir en un polvo transportable. [2]
Los polimerosomas se pueden utilizar para fabricar una célula artificial si se añaden hemoglobina y otros componentes. [13] [14] La primera célula artificial fue fabricada por Thomas Chang . [15]