Sommige geneesmiddelen tegen kanker zijn ingekapseld om een ​​geleidelijke afgifte mogelijk te maken, spreiden hun effect over een langere tijd. Bijvoorbeeld, een formulering van de chemotherapie doxorubicine (het door de FDA goedgekeurde medicijn Doxil) omsluit moleculen van het medicijn in vettige nanobolletjes die liposomen worden genoemd, waardoor het medicijn langer in het bloed kan circuleren. Echter, het gebruik van liposoom-"capsules" gaat vaak gepaard met bijwerkingen. Helaas, liposomen komen vaak in huidcellen terecht, resulterend in uitslag en zelfs laesies. Deze bijwerkingen kunnen "dosisbeperkend, wat betekent dat de hoeveelheid geneesmiddel die kan worden gebruikt, wordt beperkt door de ernst van de bijwerkingen. Als onderzoekers de bijwerkingen van liposoomgebruik zouden kunnen verminderen, artsen zouden hogere doses van deze medicijnen kunnen gebruiken, misschien leidend tot een betere kankerbestrijding.

Een studie van het University of Colorado Cancer Center die vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd ACS Nano beschrijft het gebruik van geavanceerde microscopietechnologie om te visualiseren hoe liposomen ontsnappen uit bloedvaten naar omliggende cellen in een levende muis, het bieden van aanwijzingen die onderzoekers kunnen helpen bij het ontwerpen van betere medicijnafgiftesystemen - zowel om te voorkomen dat gevaarlijke medicijnen zich ophopen in huidcellen en, tegengesteld, om beter te profiteren van deze bijwerking om specifiek medicijnen aan deze cellen te leveren wanneer dat nodig is.

"We weten van de dosisbeperkende bijwerkingen van liposomen, maar niemand had gekeken naar wat er in de loop van de tijd met de liposomen in de huid gebeurt - hoe ze daar komen en wat er met liposomen gebeurt na injectie, " zegt Dmitri Simberg, doctoraat, onderzoeker bij het CU Cancer Center en de senior auteur van het artikel.

Voor het huidige onderzoek werkzaam in het CU Cancer Center Advanced Light Microscopy Core, co-auteurs Dominik Stitch, doctoraat, en Radu Moldavië, doctoraat, implementeerde een nieuwe techniek bekend intravitale multiphoton in vivo microscopie die het team in staat stelde om fluorescerende-gelabelde liposomen in realtime na injectie te bekijken. Heel fundamenteel, liposomen zouden gloeien en het team zou ernaar kijken.

"Verrassend genoeg, we hebben gezien dat zelfs liposomen met een beschermende coating die bedoeld zijn om ze onzichtbaar te maken voor het immuunsysteem, binnen vijf minuten na injectie bloedcapillairen beginnen te verlaten en aan huidcellen blijven kleven, ' zegt Simberg. 'Ongeveer drie uur, we zagen veel huidcellen geladen met liposomen en zelfs zeven dagen na injectie, liposomen waren nog zichtbaar in de huid."

De groep vroeg zich af of de accumulatie van huidcellen te wijten was aan het verlies van liposomen aan hun beschermende coating. "Nee. We hebben meer coating toegevoegd en het heeft niet geholpen, ' zegt Simberg.

Ze vroegen zich ook af of bloedcellen die bekend staan ​​als neutrofielen, waarvan bekend is dat ze vanuit bloedvaten naar weefsels migreren, mogelijk liposomen van bloed naar cellen transporteren. "Nee. Zelfs toen we neutrofielen in onze modellen hadden uitgeput, er was geen effect."

Simberg en collega's probeerden ook het complementsysteem uit te schakelen - een facet van het immuunsysteem dat verantwoordelijk is voor het opruimen van microben en beschadigde cellen - omdat ze dachten dat dit complementsysteem aanvallend zou kunnen zijn, het transporteren of anderszins per ongeluk duwen van liposomen van het bloed naar de cellen. "Opnieuw, er waren geen verschillen, ' zegt Simberg.

Eventueel, het doel is om de mechanismen te begrijpen waardoor liposomen de bloedvaten verlaten en door huidcellen worden opgenomen, waardoor onderzoekers betere liposomen kunnen ontwerpen zonder huidtoxiciteit. De huidige studie sluit belangrijke mogelijkheden uit:liposomen reizen niet door poriën in de haarvaten, ze worden niet getransporteerd door neutrofielen, ze stapelen zich niet op door verlies van beschermende coating, en ze worden niet lastig gevallen door het complementsysteem.

Verder:"Op dit moment we missen een mechanisme voor hoe liposomen door de huid worden opgenomen. Maar we kunnen de dynamiek zien - het gebeurt erg snel en het duurt verrassend lang, ' zegt Simberg.

De groep is van plan door te gaan met het verzamelen van gegevens over de dynamiek van het transport van liposomen en tegelijkertijd aanvullende financiering aan te vragen die een meer gerichte verkenning van de mechanismen die transport mogelijk maken, mogelijk zal maken.