Un nuovo sistema per la somministrazione controllata di farmaci è stato sviluppato da un team di ingegneri chimici dell'Università del Rhode Island utilizzando nanoparticelle incorporate in un liposoma che possono essere attivate da campi elettromagnetici non invasivi.

La scoperta dei professori dell'URI Geoffrey Bothun e Arijit Bose e dello studente laureato Yanjing Chen è stata pubblicata nel numero di giugno di ACS Nano .

Secondo Bothun, i liposomi sono minuscole strutture sferiche su nanoscala fatte di lipidi che possono intrappolare diverse molecole di farmaci al loro interno per l'uso nella consegna di tali farmaci a posizioni mirate nel corpo. Le nanoparticelle di ossido di ferro superparamagnetico che i ricercatori incorporano nel guscio del liposoma rilasciano il farmaco rendendo il guscio che perde quando attivato dal calore in un campo elettromagnetico a corrente alternata che opera a frequenze radio.

"Abbiamo dimostrato che possiamo controllare la velocità e l'entità del rilascio di una molecola di farmaco modello variando il caricamento delle nanoparticelle e l'intensità del campo magnetico, " ha spiegato Bothun. "Otteniamo un rapido rilascio del farmaco con il riscaldamento del campo magnetico nel giro di 30-40 minuti, e senza riscaldamento c'è una minima fuoriuscita spontanea del farmaco dal liposoma."

Bothun ha affermato che i liposomi si autoassemblano perché parti dei lipidi sono idrofili - hanno una forte affinità per l'acqua - e altri sono idrofobici - evitano l'acqua. Quando mescola lipidi e nanoparticelle in un solvente, aggiunge acqua ed evapora il solvente, i materiali si assemblano automaticamente in liposomi. Le nanoparticelle idrofobe e i lipidi si uniscono per formare il guscio del liposoma, mentre le molecole dei farmaci amanti dell'acqua vengono catturate all'interno del guscio sferico.

"Il concetto di caricare le nanoparticelle all'interno del guscio idrofobo per focalizzare l'attivazione è nuovo di zecca, " Bothun ha detto. "Funziona perché la tenuta del guscio è in definitiva ciò che controlla il rilascio dei farmaci".

Il prossimo passo nella ricerca è progettare e ottimizzare gli assemblaggi di liposomi/nanoparticelle che possono colpire le cellule cancerose o altre cellule che causano malattie. Sono già in corso studi in vitro sulle cellule tumorali in collaborazione con il professore di farmacia URI Matthew Stoner.

"Stiamo funzionalizzando i liposomi inserendo diversi lipidi per stabilizzarli e mirarli in modo che possano cercare particolari tipi di cellule cancerose, " ha detto. "Stiamo costruendo liposomi che si attaccheranno a particolari cellule o regioni tumorali".

Bothun ha affermato che la ricerca sulla nanomedicina mostra grandi promesse, ma ci sono ancora molte sfide da superare, e il targeting di cellule appropriate può essere la sfida più grande.

"Qualsiasi capacità di mirare al farmaco è migliore di un farmaco che va ovunque nel tuo sistema e genera effetti fuori bersaglio, " Egli ha detto, notando che la caduta dei capelli e la nausea da farmaci antitumorali sono il risultato delle alte concentrazioni di farmaco necessarie per il trattamento e dell'effetto del farmaco sulle cellule non bersaglio. "Se riesci a portare un assembly in un sito mirato senza perderne i contenuti nel processo, questo è il Santo Graal".