Les nanoparticules de polymère qui libèrent des médicaments à des vitesses contrôlées à l'intérieur des cellules ont le potentiel d'améliorer l'efficacité de nombreux médicaments cliniques. Les chercheurs d'A*STAR ont maintenant développé un moyen accrocheur d'évaluer les performances de différentes formulations d'administration de médicaments polymères en utilisant des points quantiques luminescents comme marqueurs d'imagerie.

Minuscule, les cristaux à points quantiques inorganiques sont de plus en plus utilisés comme sondes biologiques en raison de leurs puissantes caractéristiques optiques. En stimulant les points avec la lumière laser, les chercheurs peuvent obtenir des images nettes pour surveiller des processus tels que l'administration de médicaments pendant des périodes beaucoup plus longues que presque toute autre technique. Cependant, un défi majeur réside dans l'incorporation de points quantiques hydrophobes dans des systèmes biocompatibles, polymères hydrosolubles.

Ming-Yong Han et ses collègues du A*STAR Institute of Materials Research and Engineering à Singapour se sont tournés vers un copolymère connu sous le nom de poly(D, L-lactide-co-glycolide), ou PLGA, pour leur stratégie d'imagerie par points quantiques. Ce matériau non toxique a une capacité d'hydrofugation ou d'attraction d'eau réglable, en fonction de la proportion de composants d'acide lactique et glycolique. Il s'agit également d'une plate-forme d'administration de médicaments idéale pour le médicament anticancéreux populaire doxorubicine, une molécule fluorescente utilisée pour traiter des maladies telles que la leucémie et le lymphome de Hodgkin.

« Le choix des préparations de polymères et de nanoparticules joue un rôle important dans la fabrication de particules uniformément fluorescentes, ", explique le co-auteur Choon Peng Teng. "Différentes interactions hydrophobes ou hydrophiles affectent la façon dont les points quantiques sont incorporés."

L'équipe a synthétisé deux types de nanoparticules de PLGA, l'une chargée de doxorubicine, et l'autre contenant des biomarqueurs à points quantiques - et les a incubés dans une culture de cellules du côlon humain. Après deux heures, L'imagerie confocale a révélé que les deux types de nanoparticules de polymère étaient engloutis par les cellules par le biais d'un mécanisme d'endocytose et intériorisés dans le cytoplasme (voir image). Les émissions lumineuses des points ont permis aux chercheurs de quantifier l'absorption à 25 % du volume cellulaire.

Étant donné que le comportement des nanoparticules marquées par des points quantiques était parallèle aux matériaux imprégnés de doxorubicine, Han et ses collègues ont réalisé que ce système d'imagerie pouvait modéliser l'efficacité d'autres programmes importants d'administration de médicaments. Les premières recherches semblent prometteuses :les nanoparticules de PLGA chargées de points quantiques ont imité différents systèmes d'administration de médicaments pour cibler le cerveau, lignées cellulaires du cancer du poumon et du sein, et étaient compatibles avec les médicaments hydrosolubles et insolubles dans l'eau.

Un autre avantage de cette approche, note le co-auteur Khin Yin Win, est qu'il peut simuler l'action de médicaments anticancéreux non fluorescents auparavant introuvables en imagerie confocale. « Ce modèle peut faciliter le suivi de la biocompatibilité et de l'absorption cellulaire, mais il peut également évaluer la faisabilité de certains matériaux en tant que transporteurs de médicaments, " dit-elle. " Cela pourrait conduire à des systèmes d'administration de médicaments plus innovants. "