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Aug 06, 2023

PEG2000

Scientific Reports volume 12,

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 10564 (2022) Citare questo articolo

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Dato il nostro interesse per l'utilità dei liposomi per l'imaging molecolare e la teranostica, abbiamo studiato come il rivestimento dello strato esterno del liposoma influisce sull'internalizzazione da parte delle linee cellulari del cancro al seno in vitro e nei tessuti del tumore al seno in vivo. Infatti, abbiamo scoperto che un assorbimento liposomiale notevolmente elevato può essere ottenuto mediante il rivestimento morbido di DBCO (dibenzocicloottino). I nostri dati dimostrano che decorare il lipide terminale con una porzione DBCO a una densità specifica induce un aumento dell'assorbimento del tumore in vivo (assorbimento del tumore ~ ​​50%) rispetto ai liposomi convenzionali non decorati (assorbimento del tumore ~ ​​20%). In questo studio, riportiamo una migliore visualizzazione delle cellule di cancro al seno in vivo utilizzando un modello di cancro al seno ortotopico 4T1 e modelli di xenotrapianto di tumore al seno primario MDA-MB-231 e MDA-MB-436. I liposomi rivestiti con L-PEG2000-DBCO dimostrano un aumento dell'accumulo nelle cellule del cancro al seno indipendentemente dalle dimensioni, dal tipo, dalla posizione del tumore, dall'espressione dei recettori e dalle condizioni dei topi ospiti. Ci aspettiamo che questi risultati abbiano un impatto positivo importante sull’utilità pratica dei liposomi nelle applicazioni guidate da immagini e nella teranostica della medicina di precisione.

I liposomi sono vescicole lipidiche costituite da un doppio strato lipidico che incapsula un nucleo acquoso e sono considerati tra i veicoli di somministrazione di farmaci più promettenti ed efficaci1,2. I liposomi sono stati ampiamente studiati negli ultimi tre decenni per ottimizzare il loro potenziale clinico. Tra le applicazioni di maggior successo dei liposomi nella somministrazione di farmaci figurano le due formulazioni liposomiali di doxorubicina (Doxil, Myocet) approvate per l'uso clinico nel cancro ovarico e nel mieloma multiplo, tra le altre malattie3,4,5. Tuttavia, nonostante questi successi terapeutici, lo sviluppo clinico dei liposomi nell’imaging molecolare e nella teranostica guidata da immagini è sostanzialmente più indietro. Finora, la principale limitazione da superare è l’assorbimento liposomiale relativamente basso da parte dei tessuti tumorali. Esiste un bisogno insoddisfatto di nuove formulazioni liposomiali che possano facilitare un elevato assorbimento da parte del tumore al fine di facilitare la traduzione clinica di questi straordinari nanovettori.

Le modifiche superficiali consentono la progettazione personalizzata di liposomi per applicazioni diagnostiche, terapeutiche e di somministrazione guidata da immagini6,7,8,9,10,11. I vantaggi unici dei liposomi includono una reattività immunitaria minima, una ridotta degradazione proteolitica, tempi di circolazione più lunghi e un assemblaggio riproducibile in modo economicamente vantaggioso. Di conseguenza, i liposomi sono strumenti nanovettoriali quasi magici per la diagnosi, il monitoraggio e la gestione delle malattie umane12,13.

Dato il nostro interesse per lo sviluppo clinico di liposomi per la teranostica dell'imaging molecolare, abbiamo studiato come il rivestimento dello strato esterno del liposoma con una densità superficiale specifica influenzi l'internalizzazione cellulare in vitro e in vivo. Infatti, abbiamo scoperto che un assorbimento liposomiale notevolmente elevato da parte dei tessuti tumorali può essere ottenuto in vitro e in vivo mediante rivestimento morbido di DBCO (dibenzocicloottino). I nostri dati mostrano che decorare il lipide terminale con una porzione DBCO a densità specifica produce un profondo assorbimento tumorale in vivo (~ 50%) rispetto al tradizionale liposoma non decorato (assorbimento tumorale ~ 20%). In un modello animale, siamo stati in grado di visualizzare un aumento dell'assorbimento da parte delle cellule di cancro al seno ortotopico 4T1 e degli xenotrapianti provenienti dalle linee cellulari di cancro al seno primario MDA-MB-231 e MDA-MB-436. I nostri risultati sono coerenti con recenti scoperte secondo cui le interazioni tra la superficie liposomiale e la membrana cellulare influenzano significativamente l'assorbimento cellulare. Una migliore comprensione di come la superficie liposomiale regola i percorsi di internalizzazione cellulare offre un'opportunità per una migliore somministrazione di farmaci intracellulari14.

I nostri risultati apriranno la strada allo sviluppo della prossima generazione di liposomi con proprietà superficiali modificate che facilitano un efficiente assorbimento del tumore e, a loro volta, dimostrano un immenso potenziale per l’uso clinico nella teranostica della medicina di precisione. Ci aspettiamo di sfruttare i vantaggi di questi liposomi potenziati per la chirurgia guidata da immagini di precisione, il rilevamento di precisione del tumore con radiotraccianti per tomografia a emissione di positroni (PET) e il trattamento del tumore attraverso la consegna precisa del carico utile radioterapeutico al tumore primario e alle sue metastasi a distanza. Questi studi ambiziosi sono in corso nel nostro laboratorio e saranno pubblicati a tempo debito.