Por primera vez, Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han demostrado que el éxito de la administración de fármacos a partir de nanopartículas se puede cuantificar dentro de una célula.

"Podemos decir con precisión cuánto fármaco se ha liberado del portador en un momento determinado, "dijo Dipanjan Pan, profesor asistente de Bioingeniería en Illinois. "A lo mejor de nuestro conocimiento, esto representa el primer ejemplo de un paso, procedimiento fácil para sintetizar nanopartículas de carbono pasivadas con profármacos. El resultado es significativo y puede ayudar eventualmente a aumentar la eficacia de la terapia y ayudarnos a comprender mejor qué impulsa la entrada celular de nanopartículas y la liberación de fármacos.

"Aunque la nanotecnología es un campo incipiente, su potencial para detectar y tratar enfermedades humanas es fascinante, "Pan agregó." Pero, para que estas emocionantes tecnologías que cubren agentes diminutos progresen hacia el uso humano, necesitamos comprender completamente los mecanismos subyacentes a su captación intracelular dentro de nuestras complejas redes biológicas. También es de gran importancia encontrar una manera sólida de monitorear la liberación del fármaco para medir el éxito del proceso ".

Pan explicó que las plataformas de administración de medicamentos actuales sufren cargas importantes (por ejemplo, evadir el sistema inmunológico para alcanzar el tejido objetivo). Dado que estos vehículos de reparto encuentran múltiples barreras en el camino hacia su objetivo, La liberación prematura de las drogas de la carga a menudo conduce a resultados infructuosos.

"Una comprensión fundamental de la ciencia básica del transporte de partículas permitirá tener éxito en la capacidad de controlar y manipular la administración de fármacos, "Pan dijo." En este trabajo, hacemos preguntas críticas como, "¿Cuánto fármaco se libera de la nanopartícula una vez que las partículas entran en las células?" '¿Hay alguna manera de seguir el progreso de este proceso de entrega?' '¿Cómo podríamos cuantificar la cantidad de fármaco que ya se ha liberado de la partícula y cuánto queda aún retenido en su interior?' "

En el pasado, los investigadores han demostrado que la liberación de fármacos se puede estudiar en tubos de ensayo; sin embargo, la cuantificación no es trivial en presencia de una célula viva.

"La información espacial y espectral de un nanoportador y su carga útil es crucial para el avance de las imágenes basadas en luminiscencia, detección de enfermedades, y tratamiento en un entorno biológico complejo, "dijo Santosh Misra, un asociado postdoctoral en Illinois y primer autor del artículo que aparece en Materiales funcionales avanzados . "Por primera vez, estamos mostrando eso, mediante el uso de una técnica de imagen hiperespectral, esto se puede lograr. Nuestros resultados mostraron que podemos mapear con precisión la cantidad de fármaco que se ha liberado de la partícula en un momento dado. También arrojamos luz sobre la vía mecanicista de la nanopartícula, por lo que se internaliza dentro de una célula cancerosa ".

El grupo de investigación de Pan diseñó tres sistemas que comprenden esféricos, nanopartículas de ion híbrido (una molécula neutra con cargas eléctricas positivas y negativas) y estabilizadas con fosfolípidos como sistema modelo para administrar fármacos fluorescentes y no fluorescentes, lo que demuestra el concepto con un fármaco anticanceroso aprobado por la FDA en células de cáncer de mama.

"Los resultados mostraron que las nanopartículas y los agentes terapéuticos pueden mapearse y medirse simultáneamente, salvo el requisito de un tinte, proporcionando así nuevas vías en la caracterización espacio-temporal y la detección y cuantificación sincrónicas de la carga útil y la portadora, ", Dijo Pan." Anticipo que nuestros resultados ayudarán a la comunidad biomédica a repensar el nivel de control necesario cuando se trabaja con los transportistas de suministro de medicamentos ". y eventualmente se vislumbrará un resultado terapéutico mucho (más) eficaz ".