Difusión de macromoléculas en hidrogeles miméticos de matriz extracelular - efecto del tamaño y la carga

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los biomateriales
• Farmacocinética
• Sistemas de administración de fármacos

Sus antecedentes:

• La inyección subcutánea (SC) es una vía clave para las proteínas y péptidos terapéuticos.
• La predicción de la absorción del fármaco y la biodisponibilidad a través de la inyección subcutánea sigue siendo difícil debido a la variabilidad.
• Se necesitan nuevos métodos in vitro biorrelevantes para modelar la absorción del fármaco SC.

Objetivo del estudio:

• Investigar el impacto del tamaño y la carga de las macromoléculas en la partición y difusión dentro de la matriz extracelular (ECM) de hidrogeles miméticos.
• Comprender las interacciones de los componentes del ECM que influyen en la absorción del fármaco después de la inyección subcutánea.
• Desarrollar y validar modelos predictivos para la administración de medicamentos por vía subcutánea.

Principales métodos:

• Fabricación de hidrogeles con agarosa, colágeno y ácido hialurónico (HA).
• Equilibrio de hidrogeles con FITC-dextrans (4-150 kDa) y péptidos modelo cargados (+2 a +9).
• Cuantificación de la partición y la difusión mediante microscopía confocal y recuperación de la fluorescencia después del fotoblanqueamiento (FRAP).

Principales resultados:

• La partición y difusión de las macromoléculas disminuyeron con el aumento del peso molecular, alineándose con los modelos basados en la obstrucción.
• Los péptidos catiónicos mostraron enriquecimiento en hidrogeles de carga opuesta.
• La difusividad del péptido disminuyó con el aumento de la carga positiva, consistente con un modelo electrostático.

Conclusiones:

• La estructura de la red de hidrogel tiene un impacto significativo en la difusión de la macromolécula.
• Las interacciones electrostáticas juegan un papel crítico en el comportamiento de los péptidos cargados dentro del ECM.
• Estos hallazgos apoyan el desarrollo de modelos in vitro avanzados para predecir la absorción de fármacos SC.