Innovative nanobolle riempite di farmaci, in grado di essere attivato con successo nel corpo dai raggi X, sono stati sviluppati da ricercatori, aprendo la strada a una nuova gamma di trattamenti contro il cancro per i pazienti.

Le piccole bolle, noti come liposomi, sono comunemente usati in farmacologia per incapsulare farmaci, rendendoli più efficaci nel trattamento della malattia. I ricercatori sono stati ora in grado di progettare questi liposomi per scaricare il loro carico di farmaci su richiesta, una volta attivato dai raggi X standard. I test iniziali hanno dimostrato che questa tecnica è altamente efficiente nell'uccidere le cellule tumorali dell'intestino.

"Lo sviluppo e l'applicazione di vari progetti di nanomateriali per la somministrazione di farmaci è attualmente un'area di interesse chiave nella nanomedicina, ", afferma l'autore principale della ricerca, il dott. Wei Deng, Ricercatore associato presso l'ARC Center of Excellence for Nanoscale BioPhotonics (CNBP) e scienziato presso la Macquarie University quando è stata intrapresa la ricerca.

"I liposomi sono già affermati come un sistema di somministrazione di farmaci estremamente efficace. Realizzati con materiale simile alle membrane cellulari, queste 'bolle' sono relativamente semplici da preparare, può essere riempito con farmaci appropriati e quindi iniettato in parti specifiche del corpo. La questione però, sta nel controllare il rilascio tempestivo del farmaco dal liposoma, " lei dice.

"Ci siamo assicurati che i liposomi rilasciassero il loro carico utile del farmaco esattamente al momento giusto e nel posto giusto per garantire il trattamento più efficace. Un modo per farlo è innescare il collasso del liposoma quando e dove è necessario I nostri liposomi attivabili a raggi X consentono questo rilascio di farmaci su richiesta, " dice il dottor Wei Deng.

"L'approccio che abbiamo adottato è stato quello di incorporare nanoparticelle d'oro e la molecola fotosensibile verteporfina nella parete del liposoma".

"La radiazione dei raggi X fa reagire la verteporfina e produce ossigeno singoletto altamente reattivo che poi destabilizza la membrana liposomiale, causando il rilascio del farmaco, " dice il dottor Wei Deng.

"Le nanoparticelle d'oro vengono aggiunte alla miscela mentre focalizzano l'energia dei raggi X. Ciò migliora la generazione di ossigeno singoletto e quindi migliora la velocità della rottura della membrana", lei dice.

Ricercatore senior del progetto presso la Macquarie University e vicedirettore CNBP, La professoressa Ewa Goldys ha notato il successo dello studio nell'usare il nuovo liposoma per uccidere con successo le cellule tumorali, in un ambiente di laboratorio.

"I nostri liposomi attivati ​​dai raggi X sono stati caricati con il farmaco chemioterapico, doxorubicina, che ha ucciso le cellule tumorali in modo molto più efficace che senza l'attivazione dei raggi X, "dice il professor Goldys.

"Abbiamo quindi testato i nostri liposomi per determinarne l'efficacia contro i tumori intestinali. I tumori trattati con i nostri liposomi si sono gradualmente ridotti durante il periodo di prova di due settimane, il che è un risultato estremamente incoraggiante".

"Attualmente la radioterapia in cui i raggi X uccidono le cellule tumorali, e chemioterapia, sono in genere somministrati ai pazienti separatamente, "dice il professor Goldys.

"Il nostro metodo consente di sincronizzare perfettamente entrambi i trattamenti in modo che possano essere somministrati contemporaneamente. Ciò consente risultati terapeutici migliorati con dosi potenzialmente ridotte di farmaco e/o radiazioni richieste a causa di questo tempismo estremamente preciso del rilascio del farmaco".

Il professor Goldys osserva che il team continuerà a lavorare sull'ottimizzazione dei liposomi modificati con l'obiettivo di passare a sperimentazioni cliniche first-in-human che comporteranno un ulteriore lavoro di tossicologia, un aumento del processo di produzione dei liposomi e lo sviluppo di protocolli clinici necessari per l'approvazione normativa.

Questa ricerca è stata riportata sulla rivista scientifica Comunicazioni sulla natura con ricercatori affiliati al CNBP, Università Macquarie, L'Università di Sydney, Il Royal North Shore Hospital, Il Kolling Institute of Medical Research e Sechenov University, Mosca. Gli esperimenti con le radiazioni a raggi X sono stati generosamente supportati da Genesis Cancer Care NSW presso il Macquarie University Hospital. Il dottor Deng e il professor Goldys sono ora all'Università del New South Wales, Sidney.