Un système d'administration de médicaments à base de nanoparticules qui peut détecter et répondre à différentes conditions dans le corps, ainsi qu'à un champ magnétique appliqué de l'extérieur, pourrait améliorer la capacité des médecins à cibler les médicaments sur des sites spécifiques de la maladie.

Les chercheurs d'A*STAR ont créé les nanocapsules multifonctionnelles en enveloppant des nanoparticules magnétiques d'oxyde de fer à l'intérieur d'une couche de polymère biocompatible qui pourrait être ajustée pour répondre à l'acidité ou à la température. L'équipe a déjà montré que les nanoparticules peuvent délivrer sélectivement le médicament antitumoral toxique doxorubicine aux cellules cancéreuses.

Certains systèmes d'administration de médicaments à base de nanoparticules ont incorporé une réactivité au champ magnétique, et d'autres ont montré une sensibilité au pH ou à la température. Les nanoparticules développées par Chaobin He, Zibiao Li et leurs collègues de l'Institut de recherche et d'ingénierie des matériaux A*STAR sont inhabituels en ce qu'ils combinent plusieurs comportements sensibles aux stimuli en une seule nanoparticule.

L'équipe a fabriqué ses nanoparticules en enduisant des particules d'oxyde de fer avec de la silice, puis fixation du polymère poly(lactide) (PLA) biocompatible via un processus connu sous le nom de stéréocomplexation. Les brins de polymère PLA s'auto-assemblent autour du noyau de fer, formant une enveloppe flexible qui peut être chargée de molécules médicamenteuses.

Le noyau d'oxyde de fer permet aux médecins de cibler physiquement le médicament encapsulé vers des sites spécifiques du corps à l'aide d'un champ magnétique externe, explique Zibiao Li, un membre de l'équipe. "Cette caractéristique des nanoporteurs sensibles aux stimuli est particulièrement importante dans le traitement du cancer pour prévenir les effets secondaires graves de la chimiothérapie, " dit-il. En administrant sélectivement des médicaments de chimiothérapie à une tumeur, l'effet nocif du médicament sur les cellules saines peut être minimisé.

Les chercheurs ont encore amélioré la livraison sélective de leurs nanocapsules en les enrobant de copolymères PLA nouvellement conçus qui peuvent répondre aux changements de pH ou de température. Un polymère nommé PLA-PDMAEMA, par exemple, gonfle dans des conditions acides, desserrant son emprise sur sa cargaison de drogue au fur et à mesure qu'elle s'étend. Comme les cellules tumorales sont généralement des environnements plus acides que les cellules saines, ces nanoparticules devraient libérer sélectivement leurs médicaments dans les cellules cancéreuses.

Lorsque les chercheurs ont chargé leurs nanoparticules recouvertes de PLA-PDMAEMA avec le médicament anticancéreux doxorubicine, ils ont montré que le médicament était libéré beaucoup plus rapidement dans des conditions acides. Les premiers tests avec des cellules cancéreuses du sein ont confirmé que les capsules étaient absorbées par les cellules et capables de libérer leur cargaison pour tuer les cellules.

La prochaine étape sera d'optimiser la taille de la taille des nanocapsules, avant de les tester sur des modèles animaux. « Des recherches supplémentaires sur l'utilisation de ces nanoparticules pour l'administration combinée de médicaments et la bio-imagerie sont également en cours, " dit Li.