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Construction d'une meilleure liposome

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Utilisant la modélisation informatique, les chercheurs à l'université de Carnegie Mellon, l'école du Colorado des mines et l'Université de Californie, Davis ont proposé une conception pour une meilleure liposome.

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Leurs résultats, tandis que théoriques, ont pu constituer la base pour construire efficacement de nouveaux véhicules pour la livraison de nanodrug.

Les liposomes sont de petits récipients avec des coquilles faites de lipides, le même matériel qui compose la membrane de cellules. Ces dernières années, des liposomes ont été employées pour la livraison visée de drogue. Dans ce processus, la membrane d'une liposome drogue-contenante est machinée pour contenir les protéines qui reconnaîtront et agiront l'un sur l'autre avec les protéines complémentaires sur la membrane d'une cellule malade ou dysfonctionnelle. Après que les liposomes drogue-contenantes soient administrées, elles voyagent par le corps, se reliant idéalement aux cellules visées où elles libèrent la drogue.

Cette technique de empaquetage est employée souvent avec les nanodrugs fortement toxiques, comme des drogues de chimiothérapie, afin d'essayer d'empêcher le médicament libre d'endommager les cellules non-cancerous. Cependant, les études de ce modèle de la livraison ont prouvé que dans beaucoup de cas moins de 10 pour cent des drogues transportées par des liposomes finissent vers le haut en cellules de tumeur. Souvent, les coupures de liposome s'ouvrent avant qu'elle atteigne une cellule de tumeur et la drogue est absorbée dans les organes du corps, y compris le foie et la rate, ayant pour résultat des effets secondaires toxiques.

« Même avec les formes courantes de la livraison visée de drogue, traitements comme la chimiothérapie soyez toujours très brutal. Nous avons voulu voir comment nous pourrions effectuer la livraison visée de drogue mieux, » avons dit Markus Deserno, professeur de la physique au Carnegie Mellon et d'un membre du centre de l'université pour la biologie et la biophysique de membrane.

Dans un papier a édité dans le nano d'ACS, Deserno et collègues proposent que la livraison visée de drogue puisse être améliorée en préparant des liposomes plus stables. Utilisant trois types différents d'ordinateur modelant, ils ont prouvé que des liposomes peuvent être rendues plus solides en incorporant un noyau de nanoparticle fait d'un matériel comme l'or ou le fer et en reliant ce noyau à la membrane de la liposome utilisant des longes de polymère. Le noyau et les longes agissent en tant qu'a hub-et-parler-comme le système d'échafaudage et de choquer-amortisseur qui aident la liposome pour survivre aux efforts et aux contraintes qu'il rencontre pendant qu'il voyage par le corps à sa cible.

Francesca Stanzione et la somme d'Amadeu K. de l'école du Colorado des mines ont conduit une simulation à grain fin qui a regardé comment le polymère attache l'ancre la membrane de la liposome à un niveau atomistique. Roland Faller d'Uc Davis a fait meso-mesurent la simulation qui a semblé comment un certain nombre de longes se sont tenues dessus sur une petite correction de membrane. Chacune de ces simulations a permis à des chercheurs de regarder de plus petits composants de la liposome, noyau et longes de nanoparticle, mais pas la structure entière.

Pour voir la structure entière, Deserno et Mingyang HU du carnegie-mellon ont développé un modèle à grain grossier qui représente des groupements des composants plutôt que différents atomes. Par exemple, un lipide dans la membrane de cellules pourrait avoir 100 atomes. Dans une simulation fine-grain, chaque atome serait représenté. Dans la simulation de la céréale secondaire de Deserno, ces atomes pourraient être représentés par seulement trois morceaux au lieu de 100.

« Son impraticable de regarder la construction complète un niveau atomistique. Il y a trop d'atomes à considérer, et le calendrier est trop long. Même avec l'ordinateur géant le plus avancé, nous n'aurions pas la puissance de courir une simulation d'atome-niveau, » Deserno a indiqué. « Mais la physique qui importe n'est pas localement détail. Elle est plutôt la physique douce de matière, qui peut être décrite à une résolution beaucoup plus brute. »

La simulation de Deserno a permis aux chercheurs de voir comment la construction renforcée entière de liposome a répondu pour effort et contrainte. Ils ont proposé que si une liposome était donnée le hub et les longes droit-classés, sa membrane seraient beaucoup plus résilients, se pliant pour absorber l'impact et la pression.

En plus, ils pouvaient simuler comment au meilleur assemblez le système de liposome, de hub et de longe. Ils ont constaté que si le hub et la longe sont attachés et placés dans une solution des lipides, et des conditions dissolvantes sont choisis, une liposome correctement classée individu-assembleraient autour du hub et des longes.

Les chercheurs espèrent que les chimistes et les lotisseurs de drogue un jour pourront employer leurs simulations pour déterminer de quelles longes de noyau et de polymère de taille ils auraient besoin pour fixer effectivement une liposome conçue pour fournir une drogue spécifique ou tout autre nanoparticle. Utilisant de telles simulations a pu rétrécir vers le bas les paramètres de conception, accélérer le processus de développement et réduire des coûts.