Un ricercatore della Wayne State University ha testato con successo una tecnica che può portare a un uso più efficace delle nanoparticelle come sistema di somministrazione di farmaci.
Joshua Reineke, dottorato di ricerca, assistente professore di scienze farmaceutiche presso l'Eugene Applebaum College of Pharmacy and Health Sciences, ha esaminato come una particella polimerica biodegradabile chiamata acido polilattico-co-glicolico (PLGA) si decompone nei tessuti vivi.
Ritiene che l'impatto potenziale del suo lavoro sia ampio, poiché le nanoparticelle sono state sviluppate sempre più come vettori di trattamenti farmacologici per numerose malattie e come agenti di imaging; sono anche utilizzati in numerosi prodotti di consumo. La cinetica della biodegradazione delle nanoparticelle è un fattore importante che può controllare come e dove viene rilasciato un farmaco, impatto sull'efficacia del trattamento e sulla potenziale tossicità per i tessuti non bersaglio dall'esposizione alle nanoparticelle.
"Se le nanoparticelle date a un paziente rilasciano un farmaco prima che le particelle possano mai raggiungere il tessuto bersaglio, quindi otteniamo alta tossicità e basso effetto, "Reineke ha detto. "Al contrario, se le particelle vengono attratte da un tessuto ma non rilasciano il farmaco fino a molto tempo dopo, quindi non otteniamo nemmeno l'effetto terapeutico."
Molte ricerche precedenti hanno studiato la biodegradazione delle nanoparticelle in vitro, ma Reineke e l'autore principale dello studio, Abdul Khader Mohammad, dottorato di ricerca, un neolaureato WSU, credono di essere i primi a quantificare i tassi di biodegradazione dopo la somministrazione sistemica.
Il loro studio, "Rilevazione quantitativa della degradazione delle nanoparticelle di PLGA nei tessuti dopo somministrazione endovenosa, " è stato pubblicato di recente sulla rivista Farmaceutica molecolare . È stato sostenuto dai fondi del Dipartimento di scienze farmaceutiche e dell'Ufficio per il vicepresidente della ricerca presso Wayne State.
Mantenendo gli stessi livelli di concentrazione, Reineke e Mohammad hanno somministrato PLGA come particelle di dimensioni di 200 e 500 nanometri (nm) per via endovenosa nei topi, un'importante via di somministrazione di nanomedicinali per applicazioni oncologiche, Per esempio, e ha misurato la quantità delle nanoparticelle in tutti i tessuti e la velocità con cui si sono degradate. Hanno quindi confrontato tali tassi con quelli previsti dalle misurazioni in vitro.
Reineke ha detto che le particelle da 200 nm si sono degradate molto più velocemente nel corpo che in vitro, mentre le particelle da 500 nm si sono degradate in modo simile alle analisi in vitro. Il fegato e la milza avevano la più alta concentrazione di polimeri e quindi erano più facili da analizzare.
I ricercatori hanno scoperto che le particelle da 500 nm si degradano più velocemente nel fegato rispetto alla milza, ma per la dimensione di 200 nm la velocità di degradazione nel fegato e nella milza era simile.
"È noto che le particelle più grandi si degradano in modo diverso, e abbiamo verificato che, "Reineke ha detto, "ma non si sono degradati in vivo nel modo in cui ci saremmo aspettati. Abbiamo scoperto che tra i tipi di tessuto ci sono differenze nel modo in cui si degradano".
"Questo ci dice che la degradazione in vitro non prevede molto bene la degradazione in vivo, perché vediamo così tante differenze."
Reineke ha affermato che testando in vivo altri tipi di nanoparticelle, un modello matematico può essere sviluppato per aiutare a determinare quali sono più efficaci e hanno la tossicità più bassa per una data applicazione.
"Ottimizzare un sistema terapeutico che utilizza le nanoparticelle significa davvero ottenere quel tempismo corretto. Per farlo, dobbiamo sapere come e quando le particelle rilasceranno il farmaco".
