Dmitri Simberg, Ph.D., docent vid University of Colorado Skaggs School of Pharmacy, har släppt resultaten av en studie av effektiviteten hos olika typer av fluorescerande etiketter som används för att övervaka ackumuleringen av liposomer i tumörer.

Den nya studien, med titeln "Liposomal extravasation och ackumulering i tumörer som studerats med fluorescensmikroskopi och bildbehandling beror på den fluorescerande etiketten, " publicerades den 1 juli, 2021, i den prestigefyllda tidskriften American Chemical Society, ACS Nano .

Liposomer, en typ av nanopartikel, är små, fettlösliga blåsor (små, vätskefyllda säckar) gjorda av lipider, eller fetter. De används främst för att leverera cancerbekämpande läkemedel till tumörer, eftersom liposomer inte är vattenlösliga och kan skydda vissa läkemedel mot att brytas ned i kroppen.

Jämföra fluorescerande etiketter på liposomer för förbättrad tumöravbildning

I den nya studien, Simberg och hans medarbetare Irina Balyasnikova, Ph.D., från institutionen för neurologisk kirurgi vid Northwestern University, ville avgöra om ackumuleringen av liposomer i tumörer beror på vilken typ av fluorescerande märkning som används.

"Det är mycket viktigt för liposomen att ta sig ut till tumörens blodkärl för att nå tumörceller och andra celler i mikromiljön. Så, vi frågade om liposomackumulering i tumörer beror på vilken fluorescerande etikett du använder, " förklarar Simberg.

För att åstadkomma detta, de gjorde liposomer som innehöll två olika klasser av fluorescerande lipider i samma liposom:indokarbocyaninlipider (ICL) och fluorescerande fosfolipider (FPL). Sedan injicerade de dem i musmodeller för bröstcancer och hjärncancer och använde fluorescerande mikroskopi och avbildning för att jämföra hur mycket av varje märkning som samlades i tumörerna.

Båda typerna av fluorescerande märkningar ackumulerades initialt i tumörens blodkärl. Dock, över tid, ICL fortsatte att ackumuleras, sprider sig över ett betydligt större tumörområde och når immun- och tumörceller, medan FPL snabbt degraderades och försvann från tumörerna.

"Vad vi fann är att även när det injiceras i samma liposom, ICLs visade anmärkningsvärd ackumulering och extravasation (infiltrerade tumörerna), medan FPLs, även om en mycket liknande typ av fluorescerande grupp, visade inte mycket extravasation och försvann i huvudsak, säger Simberg.

"Det är det första fyndet i sitt slag, som visar att olika lipider har olika förmåga att ackumuleras i tumörer, " han lägger till.

Resultat kan leda till förbättrad liposomal läkemedelsleverans

Teamets resultat öppnar dörren till förbättrade läkemedelsleveranssystem för cancer.

"Det finns ett stort intresse för att använda lipider som en slags skyttel för att få läkemedlen in i tumörer, " säger Simberg. "Det är en spännande möjlighet att förbättra läkemedelsleveransen i olika tumörer, särskilt gliom, en typ av hjärntumör som är särskilt svår att penetrera."

Även om många laboratorier tillverkar liposomer och nanopartiklar, det har inte funnits mycket mekanistisk förståelse för exakt hur de interagerar med tumörer och hur de passerar endotelbarriären. "Vi förespråkar verkligen studier som ger en djupare mekanistisk förståelse för hur dessa läkemedelsleveranssystem fungerar, säger Simberg.

Simberg säger att den mest effektfulla delen av denna artikel och hans labbs pågående forskning är dess fokus på att förstå mekaniken och strukturen hos lipider som bestämmer effektiviteten av tumörackumulering.

Nästa steg i teamets forskning kommer att vara studier för att prova ytterligare fluorescerande lipider. "I det här pappret, vi jämförde två lipidtyper, men vi vill utöka det för att bygga ett stort bibliotek av fluorescerande lipider och använda de mest effektiva för att leverera läkemedel mot cancer, så småningom testa dem för terapeutisk effekt i gliom och andra tumörmodeller, säger Simberg.