Misurato in miliardesimi di metro, i dispositivi nanometrici autoassemblanti progettati per trasportare farmaci e agenti di imaging nel corpo stanno rivoluzionando la medicina migliorando la solubilità e la biodistribuzione dei farmaci, fornendo una piattaforma per combinare agenti di targeting e imaging, e consentire l'attraversamento delle barriere di membrana oltre a rendere possibili terapie combinate di farmaci e agenti di imaging.
I nanodispositivi autoassemblanti sono ora arruolati nella rivoluzione della nanomedicina, una storia raccontata dai ricercatori della Duke University e della University of Southern California in un articolo sul corrente TECNOLOGIA &INNOVAZIONE , Atti dell'Accademia nazionale degli inventori.
Il loro rapporto copre due classi di autoassemblati, dispositivi medici su scala nanometrica attualmente utilizzati per trasportare farmaci e anche materiali di imaging attraverso le barriere fisiologiche che essi, agendo da soli, non sarebbe in grado di attraversare.
"I dispositivi di autoassemblaggio su nanoscala sono strutture complesse organizzate da sottocomponenti più semplici - naturali o ingegnerizzati - che assumono strutture complesse difficili da ottenere mediante sintesi chimica, " ha detto l'autore corrispondente del documento, il dottor Ashutosh Chilkoti, professore di ingegneria biomedica alla Duke University. "La loro dissociazione può essere innescata da stimoli esterni, che servono come meccanismi per rilasciare carichi terapeutici".
Secondo il dottor Chilkoti e i suoi coautori, Dr. Mingan Chen e Jonathan R. McDaniel del Dipartimento di Ingegneria Biomedica della Duke University, così come il Dr. J. Andrew MacKay del Dipartimento di Farmacologia e Scienze Farmaceutiche della University of Southern California, molti eventi biologici si basano su strutture che si autoassemblano o si smontano in base a cambiamenti ambientali o bisogni fisiologici. Tali autoassemblaggi naturali utilizzati nella nanomedicina si basano su molteplici forze deboli, come quelli associati a capsidi virali e proteine.
Gli autoassemblaggi ingegnerizzati utilizzati nella nanomedicina sono disponibili in oltre cinque gruppi di forme strutturali, compresa la nanostruttura micellare.
"Abbiamo recentemente sviluppato una nuova strategia che utilizza micelle autoassemblate da polipeptidi ricombinanti dopo aver attaccato doxorubicina, un farmaco contro il cancro, consegnare il farmaco, " ha spiegato il dottor Chilkoti, che è anche il direttore del Duke University Center for Biologically Inspired Materials and Material Systems.
Secondo il dottor MacKay, un autore corrispondente del rapporto, la stabilità delle micelle è importante per il loro successo o fallimento come sistemi di somministrazione di farmaci.
"La stabilità delle micelle ha componenti termodinamiche e cinetiche, " ha detto. "Tutti i fattori che influenzano la stabilità micellare possono essere sintonizzati a livello genetico. Così, crediamo che le micelle polipeptidiche geneticamente codificate possano svolgere un ruolo crescente nella progettazione di vettori su scala nanometrica di prossima generazione di farmaci e agenti di imaging".
Nella loro relazione, gli autori valutano le proprietà strutturali e fisico-chimiche, così come le potenziali applicazioni, di ogni tipo di struttura.
