Comparación de los Efectos Sinérgicos del Acido Oleico y del Dimetilsulfóxido como Vehículos para el Aclaramiento Optico del Tejido de la Piel In Vitro

• AUTOR : Jiang J, Wang RK
• TITULO ORIGINAL : Comparing the Synergistic Effects of Oleic Acid and Dimethyl Sulfoxide as Vehicles for Optical Clearing of Skin Tissue in vitro
• CITA : Physics in Medicine & Biology 49(23):5283-5294, Dic 2004
• MICRO : La utilización de agentes hiperosmóticos para el estudio de tejidos biológicos en las técnicas de depuración óptica puede lograr que distintos tejidos se vuelvan ópticamente más claros.

Introducción

En la actualidad la obtención de una profundidad máxima de más de 2 mm para la penetración de un haz de luz colimado es dificultosa debido a la elevada resolución óptica de las imágenes de los tejidos opacos, particularmente por la compleja estructura de la piel. El efecto de amplio espectro lumínico provocado por la diseminación de la luz dentro de los tejidos biológicos es esencialmente responsable de las limitaciones que presentan las técnicas de imágenes de alta resolución óptica.

Hay un creciente interés por el uso de agentes hiperosmóticos para estudiar los tejidos biológicos; es el caso de las técnicas de depuración óptica. Se ha comunicado que el agregado de soluciones hiperosmóticas, como el glicerol, propilenglicol, dimetilsulfóxido (DMSO), glucosa o dextrosa, puede hacer que tejidos opacos, como la piel, esclerótica o aorta se vuelvan ópticamente más claros. Esto se debe a que el agente hiperosmótico podría inducir un medio ambiente refractivo dentro del tejido, haciéndolo más transparente.

Si bien el mecanismo del aclaramiento óptico aún no se comprende por completo, se ha sugerido que los agentes hiperosmóticos reducen la dispersión al azar debido a que incrementan la refracción y promueven la deshidratación tisular. Investigaciones previas dieron cuenta de que el DMSO puede ser utilizado de modo sinérgico con el glicerol para administrar distintos agentes a través de la penetración transtisular en la mucosa del estómago y la piel, a partir de las acciones transportadoras del DMSO. Sin embargo, muchos estudios han mostrado que el DMSO puede inducir bradicardia, problemas respiratorios y alteraciones de la presión arterial. Además, esta molécula podría alterar las propiedades químicas y por lo tanto funcionales de las membranas celulares. El ácido oleico (AO) ha sido ampliamente utilizado en el campo de la administración de fármacos. Es un ácido graso monoinsaturado relativamente seguro; en este estudio se investigó su actividad sinérgica con el propilenglicol (PG) en el aclaramiento óptico del tejido de la piel comparándolo con el DMSO.

Material y métodos

Se obtuvieron muestras de piel porcina, que fueron selladas para prevenir la deshidratación natural. La transmitancia y la reflectancia difusa fueron analizadas mediante un espectrofotómetro. Las muestras de piel natural con un grosor de 1.52 ± 0.18 mm y que no habían sido tratadas con agentes químicos fueron utilizadas como controles.

Luego de obtener el espectro de transmitancia y la reflectancia difusa se aplicaron las soluciones químicas en la superficie de las muestras y luego se analizó el espectro a los 5, 10, 20, 30, 40, 50 y 60 minutos. Para demostrar la reversibilidad del tratamiento, las muestras fueron rehidratadas a un pH de 7.4 con una solución salina amortiguada de fosfatos.

Se emplearon 4 soluciones: 2 soluciones simples, PG80, constituida por un 80% de propilenglicol y D50, por un 50% de dimetilsulfóxido, y 2 soluciones mixtas, la PG80D50 y OAPG40, esta última conformada por 0.1 M de ácido oleico y 40% de PG.

Resultados

Transmitancia y reflectancia difusa

Los resultados espectrométricos de los agentes hiperosmóticos estudiados exhibieron las mismas características de los resultados comunicados por estudios previos en el tejido gástrico; es decir que la transmitancia aumentó gradualmente a lo largo del tiempo transcurrido en todo el intervalo de longitud de onda analizado (800-2 200 nm), mientras que la reflectancia difusa disminuyó aparentemente en el intervalo de 800 a 1 370 nm. Las dos soluciones mixtas fueron más efectivas para alcanzar un mejor aclaramiento óptico, especialmente la OAPG40.

Deshidratación y pérdida de masa

La solución OAPG40 alcanzó los mayores niveles de pérdida acuosa, por lo que se puede concluir que la capacidad de aclaramiento de un agente se correlaciona con el nivel de deshidratación que éste promueve. Asimismo, se cuantificó la pérdida de masa a través del peso, la cual osciló entre el 10% y 6%.

Permeabilidad de la piel medida a través de la resistencia transdérmica

Este parámetro aumentó significativamente cuando las soluciones PG80, PG80D50 y OAPG40 se aplicaron 30 minutos antes del tratamiento.

Discusión

La piel es descrita estructuralmente a partir de tres estratos: el córneo, la epidermis y la dermis. La dermis contiene capilares, fibras de colágeno, glándulas sebáceas y sudoríparas, folículos pilosos y nervios; la epidermis, por el contrario, es avascular. La epidermis tiene una estructura multilamelar que representa los diferentes estadios de la diferenciación celular. Desde el estrato basal proliferativo las células cambian, ordenadamente, de un estado metabólico activo y de división a un estado denso y no funcional, las células queratinizadas. De esta estructura multilamelar y de sus propiedades anisotrópicas resulta un amplio rango de índices de refracción; consecuentemente, se produce el efecto de dispersión de la luz en el rango del infrarrojo cercano, lo que limita la penetración de ésta. Las propiedades de barrera se basan en el contenido específico y composición de los lípidos del estrato córneo, especialmente la matriz lipídica intercelular y la capa de lípidos que rodean a las células.

En este estudio se investigaron 3 agentes hiperosmóticos; los resultados han mostrado sus diferentes efectos sobre el aclaramiento sobre el tejido de la piel. El propilenglicol es biológicamente inerte, seguro y se lo incluye como agregado a numerosas preparaciones alimenticias, farmacológicas y cosméticas. El PG anhidro tiene un índice de refracción de 1.43, cercano al del colágeno.

El DMSO, un solvente dipolar aprótico cuya tendencia es la de aceptar protones, más que darlos, tiene un índice de refracción de aproximadamente 1.48. Esta sustancia ha sido muy estudiada como transportador para aumentar la penetración de drogas a través de la piel humana. Un estudio mostró que la capacidad de aumento del aclaramiento del glicerol crecía significativamente con el agregado de DSMO. Los resultados espectrales han demostrado que el DSMO y el PG ejercen sus efectos sinérgicos por la pérdida de agua dentro del tejido.

El AO es uno de los componentes principales de los fosfolípidos de membrana. El AO anhidro tiene un índice de refracción de 1.46; se ha comunicado que, en combinación con el PG, promueve la absorción percutánea de las drogas no polares. En este estudio se demostró la capacidad sinérgica sobre el aclaramiento entre el AO y PG. Debido a su estructura flexible, el AO altera y aumenta la fluidez de la región lipídica. El PG penetra con menor resistencia, posiblemente porque su capacidad para unir hidrógenos sea insuficiente para interactuar significativamente con las cabezas lipídicas polares. Sin embargo, debido a su hidrosolubilidad, tras penetrar el estrato córneo, el PG reemplaza al agua intersticial de la célula, con lo cual se promueve un mejor índice de refracción, lo que finalmente resultará en un aumento de la profundidad de penetración en el tejido de la piel.

Conclusión

Se ha investigado el efecto sinérgico del PG con el AO o el DMSO en el rango de 800 a 2 200 nm (infrarrojo cercano). Se ha mostrado que el OA puede además utilizarse como transportador, al igual que el DSMO, y que puede mejorar sinérgicamente la permeabilidad tisular, creando un medio con un mejor índice de refracción. La solución mixta de OA y PG, OAPG40 se constituye en la mejor elección para el aclaramiento debido a la mejor disponibilidad clínica del AO. Esto establece las bases para el desarrollo de mejores técnicas de diagnóstico basadas en la utilización de la luz, y de mejores técnicas terapéuticas al aumentar la profundidad de penetración de los tejidos.

Especialidad: Bibliografía - Dermatología