Un nouveau système pour la livraison contrôlée de médicaments pharmaceutiques a été développé par une équipe d'ingénieurs chimistes de l'Université de Rhode Island en utilisant des nanoparticules intégrées dans un liposome qui peuvent être déclenchées par des champs électromagnétiques non invasifs.

La découverte des professeurs URI Geoffrey Bothun et Arijit Bose et de l'étudiant diplômé Yanjing Chen a été publiée dans le numéro de juin de ACS Nano .

Selon Bothun, les liposomes sont de minuscules structures sphériques à l'échelle nanométrique constituées de lipides qui peuvent piéger différentes molécules médicamenteuses à l'intérieur pour les utiliser pour administrer ces médicaments à des endroits ciblés du corps. Les nanoparticules d'oxyde de fer superparamagnétiques que les chercheurs intègrent dans l'enveloppe du liposome libèrent le médicament en faisant fuir l'enveloppe lorsqu'elles sont activées par la chaleur dans un champ électromagnétique à courant alternatif fonctionnant à des fréquences radio.

"Nous avons montré que nous pouvons contrôler le taux et l'étendue de la libération d'une molécule de médicament modèle en faisant varier la charge de nanoparticules et la force du champ magnétique, " a expliqué Bothun. " Nous obtenons une libération rapide du médicament avec chauffage par champ magnétique en 30 à 40 minutes, et sans chauffage, il y a une fuite spontanée minimale du médicament du liposome."

Bothun a déclaré que les liposomes s'auto-assemblent parce que des parties des lipides sont hydrophiles - ils ont une forte affinité pour l'eau - et d'autres sont hydrophobes - ils évitent l'eau. Lorsqu'il mélange des lipides et des nanoparticules dans un solvant, ajoute de l'eau et évapore le solvant, les matériaux s'assemblent automatiquement en liposomes. Les nanoparticules hydrophobes et les lipides se rejoignent pour former l'enveloppe du liposome, tandis que les molécules de médicament qui aiment l'eau sont capturées à l'intérieur de la coquille sphérique.

"Le concept de chargement de nanoparticules dans la coque hydrophobe pour focaliser l'activation est tout nouveau, " a déclaré Bothun. " Cela fonctionne parce que l'étanchéité de la coque est en fin de compte ce qui contrôle la libération des médicaments. "

La prochaine étape de la recherche consiste à concevoir et à optimiser des assemblages de liposomes/nanoparticules qui peuvent cibler les cellules cancéreuses ou d'autres cellules pathogènes. Des études in vitro sur les cellules cancéreuses sont déjà en cours en collaboration avec le professeur de pharmacie URI Matthew Stoner.

"Nous fonctionnalisons les liposomes en ajoutant différents lipides pour aider à les stabiliser et à les cibler afin qu'ils puissent rechercher des types de cellules cancéreuses particuliers, ", a-t-il déclaré. "Nous construisons des liposomes qui se fixeront à des cellules ou à des régions tumorales particulières."

Bothun a déclaré que la recherche sur la nanomédecine est très prometteuse, mais il reste encore de nombreux défis à relever, et le ciblage des cellules appropriées peut être le plus grand défi.

"Toute capacité à cibler le médicament est meilleure qu'un médicament qui va partout dans votre système et génère des effets hors cible, " il a dit, notant que la perte de cheveux et les nausées causées par les médicaments anticancéreux sont le résultat des concentrations élevées de médicament nécessaires au traitement et de l'effet du médicament sur les cellules non cibles. « Si vous pouvez amener un assemblage sur un site ciblé sans perdre son contenu au cours du processus, c'est le Saint Graal."