La struttura spugnosa delle strutture metallo-organiche (MOF) consente a questi polimeri di trasportare e rilasciare una gamma di composti terapeutici. Ora, i ricercatori riportano in ACS Applied Bio Materials hanno trattato un MOF contenente cromo con una dose di acido acetico, più concentrato che nell'aceto, per espandere la dimensione dei pori e l'area superficiale. Il MOF rigonfio conteneva più ibuprofene o farmaco chemioterapico rispetto alla versione originale e ha mostrato prestazioni migliori come potenziale veicolo di somministrazione del farmaco.
L'assunzione di farmaci per via orale è un modo conveniente per somministrare i prodotti farmaceutici. Tuttavia, questo metodo a volte comporta l'assunzione di diverse pillole al giorno o richiede pillole di grandi dimensioni che possono essere difficili da ingoiare. Pertanto, i ricercatori stanno studiando come utilizzare i MOF per la somministrazione dei farmaci per ridurre al minimo la frequenza di dosaggio e massimizzare l’efficienza del trattamento. Personalizzando le dimensioni e le strutture dei pori dei polimeri, gli scienziati hanno creato veicoli su scala nanometrica che potrebbero offrire un rilascio di farmaci più controllato e mirato.
Tuttavia, per trasportare e rilasciare ancora più molecole di farmaco, i pori dovrebbero espandersi ulteriormente rispetto alle versioni attuali. Un gruppo di ricerca guidato da Fateme Rezaei presso l'Università di Miami voleva ottimizzare un MOF esistente e migliorare la distribuzione da parte del polimero di due comuni agenti terapeutici di diverse dimensioni molecolari:il farmaco antinfiammatorio ibuprofene e un composto più piccolo, il 5-fluorouracile, un farmaco chemioterapico utilizzato per curare il cancro.
Hanno iniziato con un metodo consolidato per sintetizzare un MOF biocompatibile contenente cromo e hanno aggiunto una fase con un risciacquo con acido acetico. L'acido ha causato l'espansione dei pori del polimero da circa 2,5 nanometri (nm) a 5 nm di larghezza. Negli esperimenti di laboratorio per caratterizzare la capacità di caricamento dei farmaci del MOF, i ricercatori hanno osservato che la versione gonfia conteneva più molecole di ibuprofene e 5-fluorouracile rispetto alla struttura contenente cromo con pori di dimensioni standard.
Quindi, negli esperimenti di somministrazione di farmaci, hanno caricato i MOF con pori espansi e standard con ibuprofene o 5-flurouracil e hanno misurato la velocità con cui i farmaci passavano in una soluzione salina. Rezaei e colleghi hanno scoperto che le nuove strutture rilasciavano entrambi i farmaci sostanzialmente più velocemente di quelli originali. I ricercatori hanno attribuito i tassi di caricamento e rilascio del farmaco più elevati ai pori più grandi e all'area superficiale della struttura espansa, che fornisce "porte" più grandi attraverso le quali le molecole del farmaco possono entrare e uscire.
Semplici cambiamenti come questi potrebbero massimizzare l’efficacia dei MOF nelle future applicazioni di somministrazione di farmaci, affermano i ricercatori. Come passo successivo, intendono determinare come sia possibile ottenere un rilascio lento e progressivo del farmaco entro intervalli di tempo specificati modificando la struttura dei pori del MOF.
Ulteriori informazioni: Neila Pederneira et al, Prestazioni dei pori espansi MIL-101(Cr) e MIL-101(Cr) come trasportatori di farmaci per la somministrazione di ibuprofene e 5-fluorouracile, Materiali biologici applicati all'ACS (2024). DOI:10.1021/acsabm.3c01007
Fornito dall'American Chemical Society
