Микрокапсулы для доставки лекарств, меченные цирконием-89, можно отслеживать с помощью ПЭТ-изображений

Микрокапсулы UAB, меченные радиоактивным цирконием-89, являются первым примером полых полимерных капсул, способных к долговременной многодневной позитронно-эмиссионной томографии, или ПЭТ, визуализации in vivo. В предыдущей работе исследователи UAB показали, что полые капсулы могут быть заполнены мощной дозой доксорубицина, лекарственного средства от рака, которое затем может быть высвобождено терапевтическим ультразвуком, разрушающим микрокапсулы.

ПЭТ-визуализация с цирконием-89 с периодом полураспада 3.3 дня – позволяли проследить капсулы на подопытных мышах до семи дней. Основным шагом вперед в текущих исследованиях стало ковалентное включение хелатора циркония, дефероксамина или DFO, в слои микрокапсул. Это увеличило плотное связывание эмиттера позитронов циркония-89 со стенкой микрокапсулы.
«Созданные системы представляют собой пример передового тераностического агента с возможностью сочетать контролируемую доставку лекарств со стабильными возможностями ПЭТ-визуализации», – сказала Евгения Харлампиева, Ph.D., и Сюзанна Лапи, доктор философии.D., соавторы. «Мы считаем, что эта система также обеспечивает основу для универсального носителя для доставки лекарств, который можно сочетать с передовыми целевыми методами лечения, такими как генная терапия с учетом индивидуальных особенностей пациента, и может привести к улучшению здоровья человека с помощью точного лекарственного средства с молекулярной направленностью и визуализацией.

Доставка."
Эта система доставки лекарств – после поверхностных модификаций для повышения возможностей нацеливания – может предложить неинвазивную альтернативу хирургии рака или системной химиотерапии солидных опухолей. Термин тераностический, являющийся сочетанием слов терапия и диагностика, относится к наночастицам или микрокапсулам, которые могут использоваться как агенты диагностической визуализации и как терапевтические носители для доставки лекарств.

Относительная нехватка функционализированных частиц циркония-89, по мнению Харлампиева и Лапи, может быть связана как с нехваткой лабораторий, способных работать с этим изотопом, так и с проблемами, связанными с его стабильным включением в полимерный носитель лекарственного средства. В UAB Харлампиева является профессором кафедры химии Колледжа искусств и наук UAB и содиректором Центра наноматериалов и биоинтеграции UAB.

Ее лаборатория химии полимеров стала пионером в исследовании полых микрокапсул, которые состоят из чередующихся слоев биосовместимой дубильной кислоты и поли (N-винилпирролидона), или TA / PVPON. Слои формируются вокруг жертвенного ядра, которое растворяется после завершения слоев. В текущем исследовании хелатор DFO был ковалентно связан с PVPON, а капсулы состояли из чередующихся слоев TA и PVPON-DFO, в общей сложности шесть или 12 бислоев.

Лапи – профессор радиологии и заместитель председателя отдела трансляционных исследований, а также директор Циклотронной лаборатории UAB, которая производит как клинические, так и исследовательские радионуклиды. Лапи также руководит лабораторией радиохимии и отделом передовых исследований в области медицинской визуализации.
Исследователи UAB обнаружили, что шестислойные капсулы (TA / PVPON-DFO) удерживают в среднем на 17 процентов больше циркония-89, чем их аналоги (TA / PVPON), что свидетельствует о том, что связывание DFO с PVPON обеспечивает стабильное хелатирование.

ПЭТ-изображение мышей in vivo показало превосходную стабильность и контраст изображения, который все еще сохранялся через семь дней после инъекции. Капсулы накапливались в основном в селезенке, печени и легких, а в бедренной кости накопление было незначительным. Поскольку бедренная кость является местом, где накапливается свободный цирконий-89, это отсутствие накопления в бедренной кости подтверждает стабильное связывание радиоактивного индикатора с капсулой.

Наконец, применение терапевтических уровней ультразвука к капсулам, функционализированным цирконием, высвободило противораковое лекарственное средство доксорубицин, загруженное внутри микрокапсул, в терапевтических количествах.
Таким образом, микрокапсулы преодолевают три ограничения, наблюдаемые в большинстве современных тераностических агентов под контролем ПЭТ: 1) плохое удерживание радиометалла с течением времени, 2) низкая способность загружать лекарство и 3) ограниченная по времени возможность получения изображений с помощью ПЭТ.

Пластиковые машины