Undersøgelse kaster lys over mekanismen for liposomakkumulering i tumorer

Dmitri Simberg, Ph.D., lektor ved University of Colorado Skaggs School of Pharmacy, har frigivet resultaterne af en undersøgelse af effektiviteten af ​​forskellige typer fluorescerende etiketter, der bruges til at overvåge ophobningen af ​​liposomer i tumorer.

Den nye undersøgelse, med titlen "Liposomal ekstravasation og akkumulation i tumorer som undersøgt ved fluorescensmikroskopi og billeddannelse afhænger af den fluorescerende etiket, " blev offentliggjort den 1. juli, 2021, i det prestigefyldte tidsskrift fra American Chemical Society, ACS Nano .

Liposomer, en type nanopartikel, er små, fedtopløselige vesikler (små, væskefyldte sække) lavet af lipider, eller fedtstoffer. De bruges hovedsageligt til at levere kræftbekæmpende lægemidler til tumorer, da liposomer ikke er vandopløselige og kan beskytte nogle lægemidler mod nedbrydning i kroppen.

Sammenligning af fluorescerende mærker på liposomer til forbedret tumorbilleddannelse

I den nye undersøgelse, Simberg og hans samarbejdspartner Irina Balyasnikova, Ph.D., fra afdelingen for neurologisk kirurgi ved Northwestern University, ønskede at bestemme, om ophobningen af ​​liposomer i tumorer afhænger af den anvendte type fluorescerende mærke.

"Det er meget vigtigt for liposomet at komme ud til tumorblodkarrene for at nå tumorceller og andre celler i mikromiljøet. Så, vi spurgte, om liposomakkumulering i tumorer afhænger af, hvilken fluorescerende etiket du bruger, " forklarer Simberg.

For at opnå dette, de lavede liposomer indeholdende to forskellige klasser af fluorescerende lipider i det samme liposom:Indocarbocyanine lipider (ICL'er) og fluorescerende phospholipider (FPL'er). Derefter sprøjtede de dem ind i musemodeller for brystkræft og hjernekræft og brugte fluorescensmikroskopi og billeddannelse til at sammenligne, hvor meget af hvert mærke akkumulerede i tumorerne.

Begge typer fluorescerende mærker akkumulerede oprindeligt i tumorblodkarrene. Imidlertid, over tid, ICL'erne fortsatte med at akkumulere, spredes over et betydeligt større tumorområde og når immun- og tumorceller, mens FPL'erne hurtigt blev nedbrudt og forsvandt fra tumorerne.

"Det, vi fandt, er, at selv når det blev injiceret i det samme liposom, ICL'er viste bemærkelsesværdig akkumulering og ekstravasation (infiltrering af tumorerne), mens FPL'er, selvom en meget lignende type fluorescerende gruppe, viste ikke meget ekstravasation og forsvandt i det væsentlige, siger Simberg.

"Det er det første fund af sin art, viser, at forskellige lipider har forskellige evner til at akkumulere i tumorer, " tilføjer han.

Resultater kunne føre til forbedret liposomal lægemiddellevering

Holdets resultater åbner døren til forbedrede systemer til levering af kræftlægemidler.

"Der er stor interesse for at bruge lipider som en slags shuttle til at få stofferne ind i tumorer, " siger Simberg. "Det er en spændende mulighed for at forbedre lægemiddelleveringen i forskellige tumorer, især gliom, en type hjernetumor, der er særlig svær at trænge ind."

Selvom mange laboratorier laver liposomer og nanopartikler, der har ikke været megen mekanistisk forståelse af præcis, hvordan de interagerer med tumorer, og hvordan de krydser endotelbarrieren. "Vi slår virkelig til lyd for undersøgelser, der tilbyder en dybere mekanistisk forståelse af, hvordan disse lægemiddelleveringssystemer fungerer, siger Simberg.

Simberg siger, at den mest virkningsfulde del af dette papir og hans labs igangværende forskning er dets fokus på at forstå mekanikken og strukturen af ​​lipider, der bestemmer effektiviteten af ​​tumorakkumulering.

Det næste trin i holdets forskning vil være undersøgelser for at prøve yderligere fluorescerende lipider. "I denne avis, vi sammenlignede to lipidtyper, men vi ønsker at udvide det til at bygge et stort bibliotek af fluorescerende lipider og bruge de mest effektive til at levere kræftmedicin, til sidst at teste dem for terapeutisk effekt i gliomer og andre tumormodeller, siger Simberg.