Las nanopartículas de polímero que liberan medicamentos a velocidades controladas dentro de las células tienen el potencial de mejorar la eficacia de muchos fármacos clínicos. Los investigadores de A * STAR han desarrollado una forma llamativa de evaluar el rendimiento de diferentes formulaciones de administración de fármacos poliméricos utilizando puntos cuánticos luminiscentes como etiquetas de imágenes.

Diminuto, Los cristales inorgánicos de puntos cuánticos están encontrando un uso cada vez mayor como sondas biológicas debido a sus poderosas características ópticas. Estimulando los puntos con luz láser, los investigadores pueden obtener imágenes nítidas para monitorear procesos como la administración de medicamentos durante períodos de tiempo mucho más largos que casi cualquier otra técnica. Sin embargo, un desafío clave radica en la incorporación de puntos cuánticos hidrófobos en biocompatibles, polímeros solubles en agua.

Ming-Yong Han y sus compañeros de trabajo del Instituto A * STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales en Singapur recurrieron a un copolímero conocido como poli (D, L-lactida-co-glicólido), o PLGA, por su estrategia de imágenes de puntos cuánticos. Este material no tóxico tiene una capacidad sintonizable repelente o atrayente de agua, dependiendo de la proporción de componentes de ácido láctico y glicólico. También es una plataforma de administración de medicamentos ideal para el popular medicamento contra el cáncer doxorrubicina, una molécula fluorescente que se usa para tratar enfermedades como la leucemia y el linfoma de Hodgkin.

"La elección de las preparaciones de polímeros y nanopartículas juega un papel importante en la producción de partículas uniformemente fluorescentes, ", dice el coautor Choon Peng Teng." Las diferentes interacciones hidrofóbicas o hidrofílicas afectan la forma en que se incorporan los puntos cuánticos ".

El equipo sintetizó dos tipos de nanopartículas de PLGA:una cargada con doxorrubicina, y el otro contenía etiquetas biológicas de puntos cuánticos, y las incubó en un cultivo de células de colon humano. Después de dos horas, Las imágenes confocales revelaron que ambos tipos de nanopartículas de polímero fueron engullidas por las células a través de un mecanismo de endocitosis y se internalizaron en el citoplasma (ver imagen). Las emisiones brillantes de los puntos permitieron a los investigadores cuantificar la absorción como el 25 por ciento del volumen celular.

Dado que el comportamiento de las nanopartículas marcadas con puntos cuánticos fue paralelo al de los materiales impregnados con doxorrubicina, Han y sus colegas se dieron cuenta de que este sistema de imágenes podría modelar la efectividad de otros esquemas importantes de administración de fármacos. Las investigaciones iniciales parecen prometedoras:las nanopartículas de PLGA cargadas con puntos cuánticos imitaban diferentes sistemas de administración de fármacos para atacar el cerebro. líneas celulares de cáncer de pulmón y de mama, y eran compatibles con fármacos tanto solubles en agua como insolubles en agua.

Una ventaja más de este enfoque, señala el coautor Khin Yin Win, es que puede simular la acción de fármacos anticancerosos no fluorescentes que antes no se podían rastrear con imágenes confocales. "Este modelo puede facilitar el seguimiento de la biocompatibilidad y la captación celular, pero también puede evaluar la viabilidad de ciertos materiales como portadores de medicamentos, ", dice." Esto podría conducir a sistemas de administración de fármacos más innovadores ".