Исследователи из Сингапурского агентства по науке, технологиям и исследованиям (A * STAR) создали многофункциональные нанокапсулы, обернув магнитные наночастицы оксида железа внутри биосовместимого полимерного покрытия, которое можно настроить в соответствии с кислотностью или температурой. Команда уже показала, что наночастицы могут избирательно доставлять токсичное противоопухолевое лекарство доксорубицин в раковые клетки.Некоторые предыдущие системы доставки лекарств в виде наночастиц включали чувствительность к магнитному полю, а другие показали чувствительность к pH или температуре. Наночастицы, разработанные Chaobin He, Zibiao Li и их коллегами из Института исследований и инженерии материалов A * STAR, необычны тем, что они сочетают в себе несколько видов поведения, реагирующих на стимулы, в одной наночастице.
Команда создала свои наночастицы, покрывая частицы оксида железа диоксидом кремния, а затем прикрепляя биосовместимый поли (лактид) (PLA) полимер с помощью процесса, известного как стереокомплексирование. Нити полимера PLA самоорганизуются вокруг железного ядра, образуя гибкую оболочку, которая может быть загружена молекулами лекарства.
«Сердечник из оксида железа позволяет врачам физически направлять инкапсулированный препарат в определенные участки тела с помощью внешнего магнитного поля», — объясняет Зибяо Ли, член команды. «Эта характеристика реагирующих на раздражители наноносителей особенно важна в терапии рака, чтобы предотвратить серьезные побочные эффекты химиотерапии», — говорит он. Выборочно доставляя химиотерапевтические препараты к опухоли, можно свести к минимуму вредное воздействие препарата на здоровые клетки.Исследователи дополнительно улучшили избирательную доставку своих нанокапсул, покрывая их недавно разработанными сополимерами PLA, которые могут реагировать на изменения pH или температуры. Полимер под названием PLA-PDMAEMA, например, набухает в кислых условиях, ослабляя хватку с грузом лекарств по мере его расширения.
Поскольку опухолевые клетки обычно представляют собой более кислую среду, чем здоровые клетки, эти наночастицы должны избирательно высвобождать свои лекарства внутри раковых клеток.Когда исследователи загрузили наночастицы, покрытые PLA-PDMAEMA, противораковым препаратом доксорубицином, они показали, что лекарство высвобождается значительно быстрее в кислых условиях.
Первоначальные тесты с клетками рака груди подтвердили, что капсулы были поглощены клетками и способны высвободить свой груз, чтобы убить клетки.Следующим шагом будет оптимизация размера нанокапсул перед их тестированием на животных моделях. «Дальнейшие исследования использования этих наночастиц для комбинированной доставки лекарств и биоимиджинга также продолжаются», — говорит Ли.