Avertissement : Cette page est une traduction automatique de cette page à l'origine en anglais. Veuillez noter puisque les traductions sont générées par des machines, pas tous les traduction sera parfaite. Ce site Web et ses pages Web sont destinés à être lus en anglais. Toute traduction de ce site et de ses pages Web peut être imprécis et inexacte, en tout ou en partie. Cette traduction est fournie dans une pratique.

Utilisant l'ultrason et les nanoparticles ARN-chargés pour fournir le médicament efficace aux tumeurs cérébrales

les médicaments basés sur ARNs ont le potentiel de changer le niveau de soins pour beaucoup de maladies, effectuant à médicament personnalisé une réalité. Cette classe rapidement en expansion de thérapeutique sont rentable, assez facile à fabriquer, et capable aller avant où aucun médicament n'est allé, atteignant des voies précédemment undruggable.

En grande partie.

Jusqu'ici, ces médicaments prometteurs n'ont pas été très utiles en obtenant au cerveau bien-protégé de traiter des tumeurs ou d'autres maladies.

Maintenant une équipe de recherche multi-institutionnelle, aboutie par Costas Arvanitis à l'Institut de Technologie de la Géorgie et à l'université d'Emory, a figuré à l'extérieur une voie : utilisant l'ultrason et les nanoparticles ARN-chargés à obtenir par la barrière hémato-encéphalique protectrice et pour fournir le médicament efficace aux tumeurs cérébrales.

Nous pouvons rendre ce médicament plus procurable au cerveau et nous voyons une augmentation considérable de la mort de cellule tumorale, qui est énorme. »

Costas Arvanitis, professeur adjoint dans le Wallace H, service de coutre du génie biomédical (BME) et école d'aspérule de George W. du tech de la Géorgie de l'industrie mécanique (ME).

Arvanitis, dont les collaborateurs incluent des chercheurs et des cliniciens de l'École de Médecine et de l'université d'Emory de l'université de Cincinnati du médicament, est l'auteur correspondant d'un publié de papier neuf dans les avances de la Science de tourillon qui décrit le développement de l'équipe d'un système de distribution de la deuxième génération et réglable pour le traitement basé sur ARNs dans les tumeurs cérébrales.

« Nos résultats étaient très positifs, mais si vous me pensez sont excités, vous n'avez pas parlé aux oncologistes - ils sont 10 fois aussi enthousiastes, » Arvanitis a dit.

Les fonds de ce projet retournent à quand lui et l'auteur important du papier, J'étudiant Yutong Guo, atteint le tech de la Géorgie en août 2016.

« Dès le début, j'étais très intéressé par l'application des ultrasons en traitant l'encéphalopathie, » a dit Arvanitis, qui a relié avec le médecin Tobey MacDonald d'Emory, directeur du programme pédiatrique de Neuro-Oncologie au cancer d'Aflac et les troubles sanguins centrent, et un des co-auteurs du papier. Est-ce que « notre question principale, nous étions pouvons employer l'ultrason pour livrer des médicaments aux tumeurs ? Puisque c'est un défi majeur. »

Les médicaments d'ARN ont deux faiblesses importantes : temps limité de circulation et prise limitée par des cellules. Pour surmonter ces défis, les médicaments sont empaquetés dans les nanocarriers robustes, en général 100 nanomètre dans la taille, pour améliorer leur biodisponibilité. Toujours, ces nanocarriers ont type été trop grands pour pénétrer la barrière hémato-encéphalique, les cellules endothéliales serré-branchées et sélectrices entourant des vaisseaux sanguins dans le cerveau, jusqu'ici une trappe verrouillée aux médicaments d'ARN.

Mais maintenant, Arvanitis et ses collègues ont découvert un moyen sûr d'obtenir le médicament en toute sécurité à travers.

Utilisant des modèles de souris, l'équipe a déployé une version modifiée de l'ultrason, la technique d'imagerie diagnostique qui emploie le son salue produisent des images des constitutions internes, telles que des tendons, des vaisseaux sanguins, des organes et, dans le cas des femmes enceintes, des bébés in utero. Les chercheurs ont combiné cette technologie avec des microboules -- inclusions de gaz minuscules dans la circulation sanguine, conçue en tant qu'agents vasculaires de contraste pour la représentation -- ce qui vibrent en réponse aux ondes d'ultrason, changeant la perméabilité des vaisseaux sanguins.

« Les faisceaux multiples s'orientants de l'énergie d'ultrason sur un endroit cancéreux ont fait étendre réellement les vibrations des microboules, tirer, ou tondre les jonctions serrées du tissu endothélial qui composent la barrière hémato-encéphalique, produisant une ouverture pour que les médicaments obtiennent, » Guo a dit.

C'est une technique que les chercheurs biomédicaux d'ultrason avaient raffiné pour plus qu'une décennie, et les essais cliniques récents ont expliqué sa sécurité. Mais il n'y a pas eu beaucoup de preuve pour la distribution sélectrice et efficace des nanoparticles et de leurs charges utiles directement dans des cellules de tumeur cérébrale. Mais même lorsque les médicaments portés par sang réussissent à pénétrer la barrière hémato-encéphalique, s'ils ne sont pas repris par la cellule cancéreuse, la fonction n'est pas complète.

Arvanitis et son équipe ont empaqueté le siRNA, un médicament qui peut bloquer l'expression des gènes qui pilotent la croissance tumorale, dans les nanoparticles hybrides de lipide-polymère, et ont combiné cela avec la technique orientée d'ultrason dans les modèles précliniques pédiatriques et adultes de cancer du cerveau. Utilisant l'analyse d'image unicellulaire, ils ont expliqué plus que 10 fois une amélioration de la distribution du médicament, réduisant la production nuisible de protéine et augmentant la mort de cellule tumorale dans les modèles précliniques du médulloblastome, la tumeur cérébrale maligne la plus courante chez les enfants.

« C'est complet réglable, » Arvanitis a dit. « Nous pouvons régler avec précision la pression d'ultrason d'atteindre un niveau désiré de vibration et par la distribution de médicament de prolonge. Elle est non envahissante, parce que nous appliquons le son de l'extérieur du cerveau, et il est très localisé, parce que nous pouvons orienter l'ultrason à une région très petite du cerveau. »

Les demandes de règlement normales actuelles pour des tumeurs cérébrales viennent avec des effets secondaires potentiellement terribles, Arvanitis ont dit, « cependant, cette technologie peuvent fournir à la demande de règlement des effets secondaires minimaux, qui est très passionnante. Maintenant nous déménageons vers l'avant pour essayer et recenser quelles composantes sont manquantes pour traduire cette technologie à la clinique. »

Source:
Journal reference:

Guo, Y., et al. (2021) Single-cell analysis reveals effective siRNA delivery in brain tumors with microbubble-enhanced ultrasound and cationic nanoparticles. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.abf7390.