(Phys.org) - Alors que la plupart des nanoparticules en cours de développement en tant que véhicules d'administration de médicaments sont des sphères, un nombre croissant de recherches suggère que les nanoparticules cylindriques fonctionneraient encore mieux dans le double objectif de survivre dans la circulation sanguine assez longtemps pour atteindre leur cible et de pénétrer dans la paroi cellulaire pour délivrer leur charge thérapeutique à l'intérieur des cellules tumorales, là où elles sont le plus nécessaires. Une équipe de chercheurs du Northwestern University Center of Cancer Nanotechnology Excellence (Northwestern CCNE) a inventé une structure de nanofilament cylindrique qui réduit considérablement la croissance tumorale dans un modèle animal de cancer du sein.
Une équipe dirigée par Vincent Cryns, qui a récemment déménagé de Northwestern à la faculté de médecine et de santé publique de l'Université du Wisconsin, et Samuel Stupp, développé les nanofibres auto-assemblées. Les enquêteurs rapportent leurs découvertes dans le journal ACS Nano .
Pour créer leurs cylindres inhibiteurs de tumeurs, les chercheurs se sont tournés vers une famille de molécules appelées amphiphiles peptidiques. Lorsqu'il est mis dans l'eau, ces molécules, qui peut être fabriqué à l'aide de synthétiseurs de peptides automatisés, qui s'auto-assemblent spontanément en long, filaments fins. Selon le choix des matières premières, ces filaments peuvent afficher un grand nombre de peptides biologiquement actifs sur leurs surfaces qui permettent aux fibres de servir à la fois de médicaments et d'agents d'administration de médicaments sans avoir besoin d'encapsuler davantage d'agents anticancéreux dans la nanostructure.
Dans des travaux antérieurs, l'équipe du Northwestern CCNE avait montré qu'une telle nanofibre était plus toxique pour les cellules cancéreuses que les cellules non malignes, mais cette nanofibre s'est dégradée rapidement dans la circulation sanguine. Pour améliorer les propriétés pharmacocinétiques de leur nanofibre, les chercheurs ont créé un deuxième amphiphile peptidique, celui-ci lié au poly(éthylène glycol) (PEG), un polymère largement utilisé pour augmenter la survie des nanoparticules dans le sang. Lorsque les chercheurs ont mélangé le peptide amphiphile avec l'amphiphile PEGylé, les deux molécules se sont auto-assemblées en nanofilaments. En ajoutant le peptide amphiphile pégylé au mélange, les chercheurs ont multiplié par huit la quantité de nanofibre intacte qui a survécu à la dégradation par l'enzyme trypsine par rapport à la nanofibre d'origine.
Pour voir si cette nanofibre était prometteuse dans des études sur des animaux vivants, les chercheurs l'ont administré à des souris atteintes de tumeurs mammaires humaines. Après avoir administré aux animaux deux fois par semaine pendant trois semaines, les chercheurs ont observé que les tumeurs chez les animaux traités se développaient beaucoup plus lentement que chez les animaux témoins. Ils ont également noté que les animaux ne présentaient aucun signe de toxicité liée au médicament.
