Certains médicaments anticancéreux sont encapsulés pour permettre une libération progressive, étendre leur effet sur une plus longue période. Par exemple, une formulation de la chimiothérapie doxorubicine (le médicament approuvé par la FDA Doxil) enferme des molécules du médicament dans des nanosphères grasses appelées liposomes, ce qui permet au médicament de circuler plus longtemps dans le sang. Cependant, l'utilisation de "capsules" de liposomes s'accompagne souvent d'effets secondaires. Malheureusement, les liposomes se retrouvent souvent dans les cellules de la peau, entraînant des éruptions cutanées et même des lésions. Ces effets secondaires peuvent être « dose-limitants, " ce qui signifie que la quantité de médicament qui peut être utilisée est limitée par la gravité des effets secondaires. Si les chercheurs pouvaient diminuer les effets secondaires de l'utilisation des liposomes, les médecins pourraient utiliser des doses plus élevées de ces médicaments, peut-être conduisant à une meilleure lutte contre le cancer.

Une étude du Centre du cancer de l'Université du Colorado publiée aujourd'hui dans la revue ACS Nano décrit l'utilisation d'une technologie de microscopie de pointe pour visualiser comment les liposomes s'échappent des vaisseaux sanguins dans les cellules environnantes chez une souris vivante, offrant des indices qui peuvent aider les chercheurs à concevoir de meilleurs systèmes d'administration de médicaments - à la fois pour empêcher les médicaments dangereux de s'accumuler dans les cellules de la peau et, à l'opposé, pour mieux tirer parti de cet effet secondaire pour administrer spécifiquement des médicaments à ces cellules en cas de besoin.

"Nous connaissons les effets secondaires dose-limitants des liposomes, mais personne n'avait regardé ce qui arrive aux liposomes au fil du temps dans la peau - comment ils y arrivent et ce qui arrive aux liposomes après l'injection, " dit Dmitri Simberg, Doctorat, chercheur au CU Cancer Center et auteur principal de l'article.

Pour l'étude en cours, travaillant dans le CU Cancer Center Advanced Light Microscopy Core, co-auteurs Dominik Stitch, Doctorat, et Radu moldave, Doctorat, a mis en œuvre une nouvelle technique connue sous le nom de microscopie in vivo multiphotonique intravitale qui a permis à l'équipe de regarder des liposomes marqués par fluorescence en temps réel après l'injection. Très fondamentalement, les liposomes brilleraient et l'équipe les observerait.

"Étonnamment, nous avons vu que même les liposomes avec un revêtement protecteur destiné à les rendre invisibles pour le système immunitaire commencent à sortir des capillaires sanguins et à coller aux cellules de la peau dans les cinq minutes suivant l'injection, " dit Simberg. " Environ trois heures, nous avons vu de nombreuses cellules cutanées chargées de liposomes et même sept jours après l'injection, les liposomes étaient encore visibles dans la peau."

Le groupe s'est demandé si l'accumulation de cellules cutanées était due à la perte de leur revêtement protecteur par les liposomes. "Non. Nous avons ajouté plus de revêtement et cela n'a pas aidé, " dit Simberg.

Ils se sont également demandé si les cellules sanguines appelées neutrophiles, qui sont connus pour migrer des vaisseaux sanguins dans les tissus, pourrait transporter des liposomes du sang vers les cellules. "Non. Même lorsque nous avons épuisé les neutrophiles dans nos modèles, il n'y a eu aucun effet."

Simberg et ses collègues ont également essayé de désactiver le système du complément - une facette du système immunitaire responsable de l'élimination des microbes et des cellules endommagées - en pensant que ce système du complément pourrait attaquer, transporter ou pousser accidentellement des liposomes du sang vers les cellules. "De nouveau, il n'y avait pas de différences, " dit Simberg.

Finalement, l'objectif est de comprendre les mécanismes par lesquels les liposomes quittent les vaisseaux sanguins et sont captés par les cellules de la peau, permettant aux chercheurs de concevoir de meilleurs liposomes sans toxicité cutanée. L'étude actuelle exclut des possibilités importantes :les liposomes ne voyagent pas à travers les pores des capillaires, ils ne sont pas transportés par les neutrophiles, ils ne s'accumulent pas en raison de la perte du revêtement protecteur, et ils ne sont pas harcelés par le système du complément.

Au-delà de cela :« À ce stade, il nous manque un mécanisme pour la façon dont les liposomes sont absorbés par la peau. Mais nous pouvons voir la dynamique - cela arrive très vite et cela dure étonnamment longtemps, " dit Simberg.

Le groupe prévoit de continuer à recueillir des données sur la dynamique du transport des liposomes tout en sollicitant un financement supplémentaire qui permettra une exploration plus ciblée des mécanismes qui rendent le transport possible.