Los investigadores de la Universidad de Monash han utilizado técnicas avanzadas en ANSTO para investigar la producción de nuevos nanocápsulas de polímero alargadas con una alta carga útil de nanocristales de fármacos para aumentar potencialmente la capacidad de direccionamiento del fármaco, y también disminuyen la frecuencia de la dosis y los efectos secundarios.

Este método no se había investigado previamente y representa un método de investigación pionero en el campo de las aplicaciones de la ciencia coloidal para la administración de fármacos.

Se han utilizado nanopartículas para aumentar la eficiencia de administración de la terapia contra el cáncer debido a su biocompatibilidad, versatilidad y facilidad de funcionalización.

El equipo diseñó nuevas nanocápsulas de polímero alargadas, que son diferentes a las nanocápsulas esféricas más conocidas.

Las nanocápsulas de polímero alargadas se hicieron con liposomas alargados o vesículas de tensioactivo y se utilizaron nanocristales de fármacos como plantilla.

Los resultados proporcionaron una fuerte evidencia de que la estructura alargada podría conservarse, y también confirmó que el método de carga para formar nanocristales de fármaco en forma de varilla dentro de los liposomas era una solución práctica.

La combinación de la alta carga útil de drogas, en forma de nanocristales encapsulados, y la característica no esférica de los liposomas representó un sistema de administración más eficiente.

Las nanocápsulas esféricas huecas se han estudiado ampliamente, pero la formación de nanocápsulas alargadas que contienen productos farmacéuticos activos como agentes terapéuticos no ha tenido éxito hasta ahora.

"Hay dificultades para retener la forma alargada y su eficiencia de encapsulación es baja, "explicó la investigadora Yunxin (Cindy) Xiao, un doctorado candidato que trabaja en el grupo Nonlaminar con el profesor Ben Boyd en el Monash Biomedicine Discovery Institute. y recibió el premio de investigación de posgrado del Instituto Australiano de Ciencia e Ingeniería Nucleares.

"La forma alargada es mejor porque es más difícil para las células inmunes internalizarlas y porque su eficacia terapéutica en el sitio objetivo puede maximizarse".

Después de obtener resultados estructurales prometedores utilizando una plantilla liposomal investigada utilizando la línea de haz de dispersión de rayos X de ángulo pequeño en el Sincrotrón australiano de ANSTO y los instrumentos de dispersión de neutrones de ángulo pequeño pequeño y ultrapequeño Bilby y Kookaburra en investigaciones anteriores, la plantilla se utilizó para formar nanocápsulas de polímero alargadas.

Los investigadores utilizaron vesículas hechas de tensioactivos como plantillas, lo que permitió la polimerización de una cáscara menos permeable dentro de estos.

En su experimento, A continuación, se encapsularon nanocristales del fármaco antibiótico ciprofloxacina en las nanocápsulas alargadas (aproximadamente 200 nm por 30-50 nm). En tono rimbombante, cuando los nanocristales del fármaco de prueba se extrajeron de los nanocristales alargados en un proceso de disolución, las cápsulas de nanocristales conservaron su forma.

Esto abre la posibilidad de su uso en la entrega de una gama de productos farmacéuticos activos, como los medicamentos contra el cáncer.

Los investigadores querían estudiar en detalle cómo funcionaba el sistema y necesitaban ver las diferencias entre las tres capas del sistema alargado:nanocristales de fármacos, la plantilla liposomal alargada, y el polímero reticulado.

Sin embargo, porque la plantilla liposomal y las nanocápsulas están adheridas, es muy difícil distinguir estas capas. Aquí, la deuteración y la dispersión de neutrones pueden ofrecer una gran solución.

En experimentos en el Centro Australiano de Dispersión de Neutrones, un tipo de fosfolípido deuterado, proporcionado por la Instalación Nacional de Deuteración, se utilizó en la formación de los nanocristales, lo que significa que el instrumento de dispersión de neutrones de ángulo pequeño Bilby podría investigar las dos partes diferentes del sistema.

La diferencia en la dispersión de neutrones de los átomos de hidrógeno y deuterio se puede utilizar en experimentos de variación de contraste, que permite diferentes partes de un sistema complejo, como las nanocápsulas alargadas. para ser estudiado.

El contraste en la dispersión de neutrones de ángulo pequeño puede enmascarar o resaltar los diferentes componentes si están deuterados.

El uso de diferentes instrumentos abre diferentes escalas de longitud a la investigación, desde micrómetros hasta nanómetros.

Los investigadores utilizaron el instrumento Bilby para analizar la formación de los polímeros en la superficie de la plantilla liposomal alargada. También determinaron el grosor de la capa de polímero alargada y encontraron qué partes del sistema se estaban estirando.

"El enfoque permite visualizar diferentes partes de las muestras de forma independiente, "dijo Xiao.

Debido a que la carcasa polimérica rígida puede adaptar la forma de la plantilla, sus características pueden conservarse.

El beneficio de sintetizar una capa de polímero en la superficie de las nanocápsulas en lugar de administrar directamente los liposomas le da al polímero reticulado la capacidad de liberar un fármaco de forma lenta y segura.

La capa de polímero ralentiza aún más la difusión de fármacos desde los nanoportadores, disminuir los efectos secundarios y reducir la frecuencia de las dosis.

El uso de diferentes instrumentos permite a los investigadores investigar a diferentes escalas de longitud.

El trabajo de este grupo ha sido publicado previamente en la revista Coloides y superficies B:Biointerfaces .

Esta investigación fue finalista en los premios Neutron y Deuteration Impact de ANSTO. Ha sido enviado para publicación.