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Ciencia > Químicos crean un protector solar natural mediante el desarrollo de nanopartículas que imitan los melanosomas

17-05-2017, 14:21h.

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Químicos crean un protector solar natural mediante el desarrollo de nanopartículas que imitan los melanosomas

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Químicos, científicos de materiales y nanoingenieros de la Universidad de California (UC) San Diego, en Estados Unidos, han creado lo que puede ser el último protector solar natural. En un artículo publicado en la revista 'ACS Central Science', informan sobre el desarrollo de nanopartículas que imitan el comportamiento de los 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 demostramos en experimentos en células de la piel que imitan el comportamiento de los melanosomas naturales", explica el profesor de Química y Bioquímica, Ciencia de los Materiales e Ingeniería y Nanoingeniería en UC San Diego, Nathan Gianneschi, que encabezó el equipo de investigadores.

Según los investigadores, su logro tiene aplicaciones prácticas. "Los defectos en la producción de melanina en los seres humanos pueden causar enfermedades como el vitiligo y albinismo que carecen de tratamientos eficaces", destaca el profesor Gianneschi.

El vitíligo se desarrolla cuando el sistema inmune intenta erróneamente borrar los melanocitos normales de la piel, deteniendo eficazmente la producción de melanocitos, mientras el albinismo se debe a defectos genéticos que llevan a la ausencia o a 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 llevan a 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 materiales similares a la melanina", relata Gianneschi.

Las partículas de melanina se producen naturalmente en muchos tamaños y formas diferentes en los animales como, por ejemplo, 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.

NANOPARTÍCULAS SINTÉTICAS BIOCOMPATIBLES

Gianneschi y su equipo detectaron hace dos años que podrían desarrollarse nanopartículas sintéticas parecidas a la melanina 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", dice Gianneschi.

En seres humanos sanos, la melanina se administra a los queratinocitos en la piel después de ser excretada como melanosomas desde 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, analizaron 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 los melanosomas naturales, dentro de los queratinocitos, sino que protegían las células de la piel del daño del ADN provocado por 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 las melaninas naturales", apuntan los investigadores.

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