Un chercheur de la Wayne State University a testé avec succès une technique qui peut conduire à une utilisation plus efficace des nanoparticules comme système d'administration de médicaments.

Josué Reineke, Doctorat., professeur adjoint de sciences pharmaceutiques au Collège Eugene Applebaum de pharmacie et des sciences de la santé, ont examiné comment une particule de polymère biodégradable appelée acide polylactique-co-glycolique (PLGA) se décompose dans les tissus vivants.

Il pense que l'impact potentiel de son travail est vaste, les nanoparticules étant de plus en plus développées en tant que vecteurs de traitements médicamenteux pour de nombreuses maladies et en tant qu'agents d'imagerie ; ils sont également utilisés dans de nombreux produits de consommation. La cinétique de la biodégradation des nanoparticules est un facteur important qui peut contrôler comment et où un médicament est libéré, impactant l'efficacité du traitement ainsi que la toxicité potentielle pour les tissus non cibles de l'exposition aux nanoparticules.

« Si les nanoparticules administrées à un patient libèrent un médicament avant que les particules ne puissent atteindre le tissu cible, alors nous obtenons une toxicité élevée et un faible effet, " dit Reineke. " A l'inverse, si des particules sont attirées vers un tissu mais ne libèrent le médicament que longtemps après, alors nous n'obtenons pas non plus l'effet thérapeutique."

De nombreuses recherches antérieures ont étudié la biodégradation des nanoparticules in vitro, mais Reineke et l'auteur principal de l'étude, Abdul Khader Mohammad, Doctorat., un récent diplômé de la WSU, pensent qu'ils sont les premiers à quantifier les taux de biodégradation après administration systémique.

Leur étude, "Détection quantitative de la dégradation des nanoparticules de PLGA dans les tissus après administration intraveineuse, " a été publié récemment dans la revue Pharmaceutique moléculaire . Il a été soutenu par des fonds du Département des sciences pharmaceutiques et du Bureau du vice-président de la recherche à Wayne State.

Garder les mêmes niveaux de concentration, Reineke et Mohammad ont administré du PLGA sous forme de particules de 200 et 500 nanomètres (nm) par voie intraveineuse chez la souris, une voie d'administration importante des nanomédicaments pour les applications contre le cancer, par exemple, et mesuré la quantité de nanoparticules dans tous les tissus et les vitesses auxquelles elles se dégradaient. Ils ont ensuite comparé ces taux à ceux prédits par des mesures in vitro.

Reineke a déclaré que les particules de 200 nm se dégradaient beaucoup plus rapidement dans le corps qu'in vitro, tandis que les particules de 500 nm se sont dégradées de manière similaire aux analyses in vitro. Le foie et la rate avaient la plus forte concentration de polymères et étaient donc les plus faciles à analyser.

Les chercheurs ont découvert que les particules de 500 nm se dégradaient plus rapidement dans le foie que dans la rate, mais pour la taille de 200 nm, le taux de dégradation dans le foie et la rate était similaire.

"On sait que les particules plus grosses se dégradent différemment, et nous avons vérifié que, " Reineke a dit, "mais ils ne se sont pas tout à fait dégradés in vivo de la manière à laquelle nous nous attendions. Nous avons constaté que parmi les types de tissus, il existe des différences dans la façon dont ils se dégradent."

"Cela nous dit que la dégradation in vitro ne prédit pas très bien la dégradation in vivo, parce que nous voyons tellement de différences."

Reineke a déclaré qu'en testant in vivo d'autres types de nanoparticules, un modèle mathématique peut être développé pour aider à déterminer lesquels sont les plus efficaces et ont la plus faible toxicité pour une application donnée.

« Optimiser un système thérapeutique qui utilise des nanoparticules consiste vraiment à obtenir un timing correct. Pour ce faire, nous devons savoir comment et quand les particules vont libérer le médicament."