La structure spongieuse des structures métallo-organiques (MOF) permet à ces polymères de transporter et de délivrer une gamme de composés thérapeutiques. Maintenant, les chercheurs rapport dans Biomatériaux appliqués ACS ont traité un MOF contenant du chrome avec une dose d’acide acétique, plus concentrée que dans le vinaigre, pour augmenter la taille de ses pores et sa surface. Le MOF gonflé contenait plus d’ibuprofène ou de médicament de chimiothérapie que la version originale et présentait des performances améliorées en tant que véhicule potentiel d’administration de médicaments.
Prendre des médicaments par voie orale est un moyen pratique d’administrer des produits pharmaceutiques. Cependant, cette méthode implique parfois l’ingestion de plusieurs comprimés par jour, ou nécessite de gros comprimés qui peuvent être difficiles à avaler. Ainsi, les chercheurs étudient comment utiliser les MOF pour l’administration de médicaments afin de minimiser la fréquence d’administration et de maximiser l’efficacité du traitement. En personnalisant la taille et la structure des pores des polymères, les scientifiques ont créé des véhicules à l’échelle nanométrique susceptibles d’offrir une libération de médicaments plus contrôlée et plus ciblée.
Cependant, pour transporter et délivrer encore plus de molécules médicamenteuses, les pores devraient s’élargir davantage que les versions actuelles ne le peuvent. Une équipe de recherche dirigée par Fateme Rezaei de l’Université de Miami souhaitait optimiser un MOF existant et améliorer l’administration par le polymère de deux produits thérapeutiques courants de tailles moléculaires différentes : l’ibuprofène, un anti-inflammatoire, et un composé plus petit, le 5-fluorouracile, un médicament de chimiothérapie utilisé. pour traiter le cancer.
Ils ont commencé avec une méthode établie pour synthétiser un MOF biocompatible contenant du chrome et ont ajouté une étape avec un rinçage à l’acide acétique. L’acide a provoqué une expansion des pores du polymère d’environ 2,5 nanomètres (nm) à 5 nm de large. Lors d’expériences en laboratoire visant à caractériser la capacité de chargement de médicaments du MOF, les chercheurs ont observé que la version gonflée absorbait plus de molécules d’ibuprofène et de 5-fluorouracile que la structure contenant du chrome et dotée de pores de taille standard.
Ensuite, dans des expériences d’administration de médicaments, ils ont chargé les MOF à pores dilatés et standards avec de l’ibuprofène ou du 5-flurouracil et ont mesuré la rapidité avec laquelle les médicaments passaient dans une solution saline. Rezaei et ses collègues ont constaté que les nouveaux cadres libéraient les deux médicaments beaucoup plus rapidement que les originaux. Les chercheurs ont attribué les taux plus élevés de chargement et de libération des médicaments aux pores et à la surface plus grands du cadre élargi, qui offrent des « portes » plus grandes pour que les molécules de médicaments entrent et sortent.
De simples changements comme ceux-ci pourraient maximiser l’efficacité des MOF dans les futures applications d’administration de médicaments, affirment les chercheurs. Dans une prochaine étape, ils prévoient de déterminer comment une libération lente et progressive du médicament dans des délais spécifiés peut être obtenue en modifiant la structure des pores du MOF.
Plus d’information:
Neila Pederneira et al, Performance of MIL-101(Cr) and MIL-101(Cr)-Pore Expanded as Drug Carriers for Ibuprofen and 5-Fluorouracile Delivery, Biomatériaux appliqués ACS (2024). DOI : 10.1021/acsabm.3c01007