Dmitri Simberg, doctoraat, universitair hoofddocent aan de University of Colorado Skaggs School of Pharmacy, heeft de resultaten vrijgegeven van een onderzoek naar de effectiviteit van verschillende soorten fluorescerende labels die worden gebruikt om de accumulatie van liposomen in tumoren te volgen.

De nieuwe studie, getiteld "Liposomale extravasatie en accumulatie in tumoren zoals bestudeerd door fluorescentiemicroscopie en beeldvorming zijn afhankelijk van het fluorescerende label, " werd gepubliceerd op 1 juli 2021, in het prestigieuze tijdschrift van de American Chemical Society, ACS Nano .

liposomen, een soort nanodeeltje, zijn klein, vetoplosbare blaasjes (kleine, met vocht gevulde zakjes) gemaakt van lipiden, of vetten. Ze worden voornamelijk gebruikt om kankerbestrijdende medicijnen af ​​te leveren aan tumoren, aangezien liposomen niet in water oplosbaar zijn en sommige geneesmiddelen kunnen beschermen tegen afbraak in het lichaam.

Fluorescerende labels op liposomen vergelijken voor verbeterde beeldvorming van tumoren

In de nieuwe studie Simberg en zijn medewerker Irina Balyasnikova, doctoraat, van de afdeling Neurologische Chirurgie van de Northwestern University, wilde bepalen of de ophoping van liposomen in tumoren afhangt van het type fluorescerend label dat wordt gebruikt.

"Het is erg belangrijk dat het liposoom naar de bloedvaten van de tumor gaat om tumorcellen en andere cellen in de micro-omgeving te bereiken. Dus, we vroegen of liposoomaccumulatie in tumoren afhangt van welk fluorescerend label je gebruikt, ' legt Simberg uit.

Om dit te bereiken, ze maakten liposomen die twee verschillende klassen fluorescerende lipiden in hetzelfde liposoom bevatten:indocarbocyaninelipiden (ICL's) en fluorescerende fosfolipiden (FPL's). Daarna injecteerden ze ze in muismodellen voor borstkanker en hersenkanker en gebruikten ze fluorescentiemicroscopie en beeldvorming om te vergelijken hoeveel van elk label zich in de tumoren ophoopte.

Beide typen fluorescerende labels hoopten zich aanvankelijk op in de tumorbloedvaten. Echter, overuren, de ICL's bleven zich ophopen, verspreiden over een aanzienlijk groter tumorgebied en het bereiken van immuun- en tumorcellen, terwijl de FPL's snel degradeerden en uit de tumoren verdwenen.

"Wat we ontdekten, is dat zelfs wanneer het in hetzelfde liposoom wordt geïnjecteerd, ICL's vertoonden opmerkelijke accumulatie en extravasatie (infiltreren in de tumoren), terwijl FPL's, hoewel een zeer vergelijkbaar type fluorescerende groep, vertoonde niet veel extravasatie en verdween in wezen, ' zegt Simberg.

"Het is de eerste vondst in zijn soort, waaruit blijkt dat verschillende lipiden verschillende capaciteiten hebben om zich op te hopen in tumoren, " hij voegt toe.

Resultaten kunnen leiden tot verbeterde liposomale medicijnafgifte

De bevindingen van het team openen de deur naar verbeterde toedieningssystemen voor kankermedicijnen.

"Er is veel interesse in het gebruik van lipiden als een soort shuttle om de medicijnen in tumoren te krijgen, " zegt Simberg. "Het is een opwindende kans om de medicijnafgifte in verschillende tumoren te verbeteren, in het bijzonder glioom, een type hersentumor dat bijzonder moeilijk te penetreren is."

Hoewel veel laboratoria liposomen en nanodeeltjes maken, er is niet veel mechanistisch begrip geweest van hoe ze precies interageren met tumoren en hoe ze de endotheliale barrière passeren. "We pleiten echt voor studies die een dieper mechanistisch begrip bieden van hoe deze medicijnafgiftesystemen werken, ' zegt Simberg.

Simberg zegt dat het meest impactvolle deel van dit artikel en het lopende onderzoek van zijn laboratorium de focus is op het begrijpen van de mechanica en structuur van lipiden die de efficiëntie van tumoraccumulatie bepalen.

De volgende stap in het onderzoek van het team zijn studies om extra fluorescerende lipiden te proberen. "In deze krant, we vergeleken twee soorten lipiden, maar we willen dat uitbreiden om een ​​grote bibliotheek van fluorescerende lipiden op te bouwen en de meest efficiënte te gebruiken om geneesmiddelen tegen kanker te leveren, uiteindelijk testen ze voor therapeutische werkzaamheid in glioma en andere tumormodellen, ' zegt Simberg.