Nanoparticelle, 'pH Phoresis' potrebbe migliorare la consegna di droga cancro

Aprile 17, 2016 Admin Salute 0 2
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I ricercatori hanno sviluppato un concetto per migliorare potenzialmente erogazione di farmaci per il trattamento del cancro mediante nanoparticelle che concentrano e si espandono in presenza di elevata acidità trovato nelle cellule tumorali.

Il concetto comporta l'uso di nanoparticelle costituiti polybases "deboli", composti che si espandono quando trasportati in ambienti mimano cellule tumorali, che hanno una maggiore acidità rispetto ai tessuti circostanti. I ricercatori hanno utilizzato sofisticati modelli per mostrare come le particelle si accumulano nelle regioni di maggiore acidità e rimarrà abbastanza a lungo da farmaci antitumorali consegna.

"Questo fenomeno, che chiamiamo pH Phoresis, può fornire un meccanismo utile per migliorare la fornitura di farmaci alle cellule tumorali nei tessuti tumorali solide," ha detto You-Yeon Won, professore associato di ingegneria chimica alla Purdue University.




Soluzioni con un pH inferiore a 7 sono detti essere acido, e quelli con un pH superiore sono essenziali o alcalino. Il concetto pH Phoresis cerniere sull'utilizzo sintetica "micelle polimeriche," piccole sfere farmaco recapito che ospitano i farmaci nella loro nucleo interno e contengono un guscio esterno realizzato in un materiale che ha dimostrato di espandere notevolmente le variazioni di pH da acido a alcalino.

Un aumento di dimensione duplice potrebbe provocare un simile aumento dell'efficienza di somministrazione di farmaci per i tumori.

"Tale effetto sarebbe un punto di svolta, fornendo la giusta dose di farmaci antitumorali all'interno delle cellule tumorali", ha detto Won. "Questo concetto Phoresis pH può anche essere combinato facilmente all'interno di altre metodologie di droga-consegna stabiliti, rendendo potenzialmente pratico per applicazioni medicali."

Il concetto è descritto in un documento di ricerca che apparirà sul Journal of Controlled Release il 15 luglio, e una versione inedita è apparso on line il 19 giugno Il documento è stato scritto da Won e dottorando Hoyoung Lee. I risultati hanno mostrato come l'espansione delle micelle 'è ottimizzato nel pH specifico nelle cellule tumorali.

I ricercatori hanno dimostrato che un alto livello di micelle gonfiore tumori deve verificarsi quando c'è un pH di circa 7,0, più o meno 0,5, per la consegna ottimale dei farmaci al tessuto tumorale.

"I tumori solidi hanno un pH extracellulare notevolmente inferiore, circa 6,5-6,9, rispetto al tessuto normale, che ha un pH medio di 7,4," detto Won.

Le polybases deboli nelle micelle contengono molecole chiamate ammine, che sono fatti di atomi di azoto e idrogeno. Le micelle gonfiano in basso pH a causa della maggiore "protonazione", o l'aggiunta di protoni ad atomi di azoto nelle ammine. Poiché i protoni sono carichi positivamente, le ammine come carica si respingono a vicenda, provocando le nanoparticelle di espandersi.

La carica positiva rallenta il movimento di micelle di tessuto tumorale, che causerebbe le nanoparticelle accumulare all'interno della massa tumorale abbastanza lungo per entrare nelle cellule tumorali e rilasciare farmaci antitumorali.

"Questo concetto è semplice da capire, ma nessuno lo riconobbe in precedenza", ha detto Won. "E ci sono voluti un po 'per mettere questa descrizione su basi matematiche. Per fare questo, abbiamo dovuto modificare la prima equazione legge diffusione del famoso Fick."

La legge, derivato dal medico e fisiologo Adolf Fick nel 1855, descrive come le molecole diffondono dalle regioni di alta concentrazione di zone a bassa concentrazione.

Le micelle sono inoltre rivestiti con vernice protettiva in modo che essi possano rimanere abbastanza a lungo intatto per raggiungere i siti tumorali, dove avrebbero espandere e quindi biodegradabili.

Sono necessarie ulteriori ricerche per determinare quanto bene l'approccio potrebbe migliorare la consegna di droga, ma il concetto di pH Phoresis sviluppato da Won e il suo studente rappresenta un passo avanti nello sviluppo di tecniche nanomedicina in consegna di droga, ha detto.

La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation e la Scuola di Ingegneria Chimica della Purdue. Sostegno è arrivato anche dal Global RNAi Carrier Initiative Fellowship Program dal Biomedical Research Institute dell'Istituto Corea di Scienza e Tecnologia (KIST) e anche il Research Fellowship dal Bindley Bioscience Center di Purdue.

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