Des chercheurs de Skoltech et leurs collègues du Hadassah Medical Center ont développé des particules nanostructurées hybrides qui peuvent être guidées magnétiquement vers la tumeur, traqués par leur fluorescence et poussés à libérer le médicament à la demande par ultrasons. Cette technologie peut aider à rendre la chimiothérapie anticancéreuse plus ciblée. L'article a été publié dans la revue Colloïdes et surfaces B :Biointerfaces .

Les traitements actuels du cancer comprennent la chimiothérapie, immunothérapie, radiation, et la chirurgie, mais ceux-ci ne sont souvent pas assez sélectifs pour cibler uniquement la tumeur et non les tissus sains qui l'entourent. Ils sont également très toxiques pour l'organisme entier, ce qui rend la thérapie difficile à tolérer pour le patient. Une solution à ces problèmes est la thérapie focale, et spécifiquement la délivrance de médicaments à la tumeur dans des nanoparticules, pour lesquels plusieurs matériaux biocompatibles ont été explorés. Cette technologie peut également être utilisée à des fins de diagnostic, augmenter l'imagerie médicale.

L'équipe Skoltech, dirigé par le professeur Dmitry Gorin du Center for Photonics and Quantum Materials et le professeur Timofei Zatsepin du Center for Life Sciences, développé des particules nanostructurées multifonctionnelles contenant des nanoparticules magnétiques, colorants fluorescents Cy5 ou Cy7, et le médicament doxorubicine. L'imagerie IRM a été réalisée par le Dr Kirill Petrov du centre médical Hadassah. Diffusion de lumière dynamique, tomographie fluorescente, et des études histologiques ont été réalisées à l'aide de l'équipement de l'installation centrale de bioimagerie et de spectroscopie de l'Institut des sciences et de la technologie de Skolkovo.

Ces minuscules capsules peuvent être guidées magnétiquement vers les sites spécifiques de la tumeur, fournir un bon contraste en IRM haute résolution, optoacoustique, et imagerie fluorescente, et peut être déclenché pour libérer le médicament par ultrasons. Les capsules multi-composants permettent une multifonctionnalité des capsules :multimodalité pour l'imagerie (fluorescent, optoacoustique, IRM), déclenchement à distance (ultrasons focalisés), et la navigation (gradient de champ magnétique).

« Les transporteurs de médicaments ont été préparés par la combinaison de deux méthodes. La première a été suggérée par les co-auteurs de cet article plus tôt et est appelée méthode induite par la congélation (FIL). Cette méthode a été appliquée avec succès pour le chargement de particules submicroniques de vatérite par inorganique nanoparticules, protéines, médicaments à faible poids moléculaire, etc. Les particules de vatérite ont servi de modèles pour les supports d'administration de médicaments et ont été retirées après la formation d'une enveloppe polymère. La deuxième méthode est l'assemblage couche par couche qui a été utilisé pour la formation d'une coque polymère biodégradable, " explique Gorin.

L'équipe a utilisé des expériences in vitro et des études animales in vivo pour montrer que la méthode est fonctionnelle :ils ont pu montrer une augmentation de l'administration ciblée de doxorubicine dans le foie après une libération par ultrasons.

"Cette technologie devrait passer des études précliniques utilisant des modèles animaux pour évaluer l'efficacité thérapeutique et la sécurité d'un tel système d'administration de médicaments. Ce sera la prochaine étape de notre recherche, " note Zatsepin.