In questa illustrazione, un nanobowl (semicerchio viola) supporta la struttura di un liposoma (doppio strato di membrana blu) per impedire la fuoriuscita di un farmaco chemioterapico (rosso). Credito: Nano lettere 2020, DOI:10.1021/acs.nanolett.0c00495
Per decenni, gli scienziati hanno esplorato l'uso dei liposomi, sfere cave fatte di doppi strati lipidici, per somministrare farmaci chemioterapici alle cellule tumorali. Ma a volte i farmaci possono fuoriuscire dai liposomi prima che raggiungano la loro destinazione, riducendo la dose ricevuta dal tumore e causando effetti collaterali nei tessuti sani. Ora, i ricercatori riferiscono in ACS' Nano lettere un modo per stabilizzare i liposomi incorporando un nanobowl rigido nella loro cavità interna.
Gli scienziati hanno provato vari approcci per prevenire la fuoriuscita di liposomi, come il rivestimento delle loro superfici con polimeri o la reticolazione dei lipidi nei loro doppi strati. Però, queste modifiche possono alterare le proprietà dei liposomi in modo che interagiscano in modo diverso con le cellule. Chao Fang, Jonathan Lovell e colleghi volevano trovare un nuovo modo per stabilizzare i liposomi che mantenga intatte le loro superfici. Hanno deciso di provare i nanobowls, nanostrutture concave con un'apertura che avrebbe consentito ai farmaci di fuoriuscire una volta che i doppi strati liposomiali si fossero rotti all'interno di una cellula cancerosa. Hanno ragionato che assemblando il doppio strato lipidico attorno al nanobowl, la struttura rigida sosterrebbe meccanicamente il liposoma.
Il team ha preparato nanociotole di silice, modificando le loro superfici con un gruppo chimico caricato positivamente e assemblando un doppio strato lipidico caricato negativamente attorno a ciascuna struttura. Quindi, hanno caricato il farmaco chemioterapico doxorubicina nel centro pieno d'acqua. I risultanti liposomi stabilizzati con nanobowl erano meno permeabili dei normali liposomi nel siero o in condizioni di puro stress, come si incontrerebbe nei vasi sanguigni, ma rilascia ancora doxorubicina quando viene assorbita dalle cellule tumorali in un piatto.
In un esperimento con topi trapiantati, tumori mammari metastatici, gli animali a cui erano stati iniettati i liposomi nanobowl vivevano più a lungo di quelli che ricevevano liposomi regolari. I topi trattati con nanobowl avevano anche tumori più piccoli rispetto al gruppo che riceveva liposomi convenzionali, e il cancro non si era diffuso ai loro polmoni, in contrasto con l'altro gruppo. Il semplice, metodo efficace dovrebbe essere "facile per un'ampia applicazione e ha il potenziale per la traduzione clinica, "dicono i ricercatori.