Alcuni farmaci antitumorali sono incapsulati per consentire il rilascio graduale, diffondendo il loro effetto su un tempo più lungo. Per esempio, una formulazione della doxorubicina chemioterapica (il farmaco Doxil approvato dalla FDA) racchiude le molecole del farmaco in nanosfere di grasso chiamate liposomi, che consente al farmaco di circolare più a lungo nel sangue. Però, l'uso di "capsule" liposomiali comporta spesso effetti collaterali. Sfortunatamente, i liposomi spesso finiscono nelle cellule della pelle, con conseguente eruzione cutanea e persino lesioni. Questi effetti collaterali possono essere "dose-limitanti, " il che significa che la quantità di medicinale che può essere utilizzata è limitata dalla gravità degli effetti collaterali. Se i ricercatori potessero ridurre gli effetti collaterali dell'uso dei liposomi, i medici potrebbero usare dosi più elevate di questi farmaci, forse portando a un migliore controllo del cancro.

Uno studio del Cancer Center dell'Università del Colorado pubblicato oggi sulla rivista ACS Nano descrive l'uso della tecnologia di microscopia all'avanguardia per visualizzare come i liposomi sfuggono dai vasi sanguigni nelle cellule circostanti in un topo vivente, offrendo indizi che possono aiutare i ricercatori a progettare migliori sistemi di somministrazione dei farmaci, sia per evitare che farmaci pericolosi si accumulino nelle cellule della pelle sia, al contrario, per sfruttare meglio questo effetto collaterale per fornire specificamente farmaci a queste cellule quando necessario.

"Sappiamo degli effetti collaterali dei liposomi che limitano la dose, ma nessuno aveva visto cosa succede ai liposomi nel tempo nella pelle - come ci arrivano e cosa succede ai liposomi dopo l'iniezione, "dice Dmitri Simberg, dottorato di ricerca, ricercatore presso il CU Cancer Center e autore senior del documento.

Per lo studio in corso, lavorando nel CU Cancer Center Advanced Light Microscopy Core, co-autori Dominik Stitch, dottorato di ricerca, e Radu Moldavo, dottorato di ricerca, ha implementato una nuova tecnica nota come microscopia in vivo multifotone intravitale che ha permesso al team di osservare liposomi marcati con fluorescenza in tempo reale dopo l'iniezione. Molto fondamentalmente, i liposomi si illuminavano e il team li osservava.

"Sorprendentemente, abbiamo visto che anche i liposomi con un rivestimento protettivo destinato a renderli invisibili al sistema immunitario iniziano a uscire dai capillari sanguigni e ad attaccarsi alle cellule della pelle entro cinque minuti dall'iniezione, " dice Simberg. "Circa tre ore, abbiamo visto molte cellule della pelle cariche di liposomi e anche sette giorni dopo l'iniezione, i liposomi erano ancora visibili nella pelle".

Il gruppo si è chiesto se l'accumulo di cellule della pelle fosse dovuto ai liposomi che perdevano il loro rivestimento protettivo. "No. Abbiamo aggiunto più rivestimento e non ha aiutato, "dice Simberg.

Si sono anche chiesti se le cellule del sangue note come neutrofili, che sono noti per migrare dai vasi sanguigni nei tessuti, potrebbe trasportare liposomi dal sangue alle cellule. "No. Anche quando abbiamo esaurito i neutrofili nei nostri modelli, non c'è stato alcun effetto".

Simberg e colleghi hanno anche provato a disattivare il sistema del complemento - un aspetto del sistema immunitario responsabile dell'eliminazione dei microbi e delle cellule danneggiate - pensando che questo sistema del complemento potesse attaccare, trasportando o spingendo in altro modo accidentalmente i liposomi dal sangue alle cellule. "Ancora, non c'erano differenze, "dice Simberg.

Infine, l'obiettivo è comprendere i meccanismi con cui i liposomi lasciano i vasi sanguigni e vengono prelevati dalle cellule della pelle, consentendo ai ricercatori di progettare liposomi migliori senza tossicità cutanea. L'attuale studio esclude importanti possibilità:i liposomi non viaggiano attraverso i pori nei capillari, non vengono trasportati dai neutrofili, non si accumulano a causa della perdita del rivestimento protettivo, e non sono molestati dal sistema del complemento.

Oltre a ciò:"A questo punto, ci manca un meccanismo per il modo in cui i liposomi vengono assorbiti dalla pelle. Ma possiamo vedere la dinamica:succede molto velocemente e dura sorprendentemente a lungo, "dice Simberg.

Il gruppo prevede di continuare a raccogliere dati sulla dinamica del trasporto dei liposomi mentre richiede ulteriori finanziamenti che consentiranno un'esplorazione più mirata dei meccanismi che rendono possibile il trasporto.