Les chercheurs de l'Université Monash ont utilisé des techniques avancées à l'ANSTO pour étudier la production de nouveaux, nanocapsules polymères allongées avec une charge utile élevée de nanocristaux de médicament pour potentiellement augmenter la ciblage du médicament, et également diminuer la fréquence de dosage et les effets secondaires.

Cette méthode n'avait pas été étudiée auparavant et représente une méthode d'investigation pionnière dans le domaine des applications de la science colloïdale pour l'administration de médicaments.

Les nanoparticules ont été utilisées pour augmenter l'efficacité d'administration de la thérapie anticancéreuse en raison de leur biocompatibilité, polyvalence et facilité de fonctionnalisation.

L'équipe a conçu de nouvelles nanocapsules polymères allongées, qui sont différents des nanocapsules sphériques plus connues.

Les nanocapsules de polymère allongées ont été fabriquées avec des liposomes allongés ou des vésicules de surfactant et ont utilisé des nanocristaux de médicament comme modèle.

Les résultats ont fourni des preuves solides que la structure allongée pouvait être conservée, et a également confirmé que la méthode de chargement pour former des nanocristaux de médicament en forme de bâtonnets à l'intérieur des liposomes était une solution pratique.

La combinaison de la charge utile élevée du médicament, sous forme de nanocristaux encapsulés, et la caractéristique non sphérique des liposomes représentait un système d'administration plus efficace.

Les nanocapsules creuses sphériques ont été largement étudiées, mais la formation de nanocapsules allongées contenant des produits pharmaceutiques actifs en tant qu'agents thérapeutiques a été auparavant largement infructueuse.

"Il y a des difficultés à conserver la forme allongée et leur efficacité d'encapsulation est faible, " a expliqué la chercheuse Yunxin (Cindy) Xiao, un doctorat candidat travaillant dans le groupe Nonlaminar avec le professeur Ben Boyd au Monash Biomedicine Discovery Institute. et le récipiendaire du prix de recherche post-universitaire de l'Australian Institute of Nuclear Science and Engineering.

"La forme allongée est meilleure car il est plus difficile pour les cellules immunitaires de les intérioriser et parce que leur efficacité thérapeutique sur le site cible peut être maximisée."

Après avoir obtenu des résultats structurels prometteurs à l'aide d'un modèle liposomal étudié à l'aide de la ligne de faisceau de diffusion des rayons X aux petits angles du synchrotron australien de l'ANSTO et des instruments de diffusion de neutrons aux petits et petits angles Bilby et Kookaburra dans des recherches antérieures, le gabarit a été utilisé pour former des nanocapsules de polymère allongées.

Les chercheurs ont utilisé des vésicules constituées de tensioactifs comme modèles, ce qui a permis la polymérisation d'une coque moins perméable à l'intérieur de ceux-ci.

Dans leur expérience, des nanocristaux de l'antibiotique ciprofloxacine ont ensuite été encapsulés dans les nanocapsules allongées (environ 200 nm sur 30-50 nm). Surtout, lorsque les nanocristaux de médicament d'essai ont été extraits des nanocristaux allongés dans un processus de dissolution, les capsules de nanocristaux ont conservé leur forme.

Cela ouvre la possibilité de leur utilisation dans la fourniture d'une gamme de produits pharmaceutiques actifs, comme les médicaments anticancéreux.

Les chercheurs voulaient étudier en détail le fonctionnement du système et avaient besoin de voir les différences entre les trois couches du système allongé :les nanocristaux de médicaments, le gabarit liposomal allongé, et le polymère réticulé.

Cependant, parce que le gabarit liposomal et les nanocapsules sont attachés, il est très difficile de distinguer ces couches. Ici, la deutération et la diffusion des neutrons peuvent offrir une excellente solution.

Dans des expériences au Centre australien de diffusion des neutrons, un type de phospholipide deutéré, fourni par l'installation nationale de deutération, a été utilisé dans la formation des nanocristaux, ce qui signifie que l'instrument de diffusion de neutrons aux petits angles Bilby a pu étudier les deux parties différentes du système.

La différence de diffusion des neutrons des atomes d'hydrogène et de deutérium peut être utilisée dans des expériences de variation de contraste, qui permet différentes parties d'un système complexe, comme les nanocapsules allongées. à étudier.

Le contraste dans la diffusion des neutrons aux petits angles peut masquer ou mettre en évidence les différents composants s'ils sont deutérés.

L'utilisation de différents instruments ouvre différentes échelles de longueur à l'investigation, du micromètre au nanomètre.

Les chercheurs ont utilisé l'instrument Bilby pour analyser la formation des polymères à la surface du modèle liposomal allongé. Ils ont également déterminé l'épaisseur de la couche de polymère allongée et trouvé quelles parties du système étaient étirées.

« L'approche permet de visualiser indépendamment différentes parties des échantillons, " dit Xiao.

Parce que la coque polymère rigide est capable d'adapter la forme du gabarit, ses caractéristiques peuvent être conservées.

L'avantage de synthétiser une couche de polymère à la surface des nanocapsules au lieu de simplement délivrer directement les liposomes donne au polymère réticulé la capacité de libérer un médicament lentement et en toute sécurité.

La coque en polymère ralentit davantage la diffusion des médicaments à partir des nanoporteurs, diminution des effets secondaires et réduction de la fréquence des doses.

L'utilisation de différents instruments permet aux chercheurs d'étudier à différentes échelles de longueur.

Les travaux de ce groupe ont déjà été publiés dans la revue Colloïdes et surfaces B :Biointerfaces .

Cette recherche a été finaliste des prix Neutron and Deuteration Impact Awards de l'ANSTO. Il a été soumis pour publication.