Neutronmicellemålinger giver indsigt i forbedret lægemiddellevering

Miceller er unikke biologiske strukturer, idet de er en samling af molekyler med egenskaber, der både tiltrækker og afviser vand. De dannes omkring andre molekyler for at hjælpe dem med at rejse og "skubbe" gennem våde omgivelser, hvilket gør miceller til en central muliggører for cellulær funktion i hele menneskekroppen. Ikke overraskende, deres evne til at transportere molekyler har gjort miceller til et yderst tiltalende emne for medicinalvirksomheder.

For at lære mere om interaktioner mellem lægemiddelmolekyler og miceller, Lektor Megan Robertson og kandidatstuderende Tyler Cooksey og Tzu-Han Li fra University of Houston (UH) bruger neutroner ved Department of Energy's (DOE's) Oak Ridge National Laboratory (ORNL).

Forskerne siger, at forståelse af, hvordan miceller samles omkring lægemiddelmolekyler, kan føre til forbedrede lægemiddelleveringsmetoder, samt forbedringer i produkter som shampoo, vaskemidler, og kosmetik, som miceller også har applikationer til.

"Vi ønsker at forstå, hvordan et lægemiddelmolekyle kan påvirke samlingen af ​​miceller, " sagde Robertson. "Størrelsen af ​​micellerne og antallet af molekyler, der danner micellerne, er vigtige parametre, som vi tror vil blive påvirket af tilstedeværelsen af ​​lægemiddelmolekylet."

Når der tages medicin, lægemiddelmolekyler frigives til kroppen og rejser til den del af kroppen, der kræver behandling. Neutroners unikke evne til at trænge igennem materialer uden at beskadige dem, samt deres følsomhed over for brint, gør dem til en ideel sonde til biologiske undersøgelser som denne, der kræver realistiske miljøer og temperaturer.

Ved at bruge det biologiske lille-vinkel-neutronspredningsinstrument (Bio-SANS) ved ORNL's High Flux Isotope Reactor (HFIR), forskerholdet undersøgte micellerne og undersøgte, hvordan tilstedeværelsen af ​​lægemiddelmolekyler ændrede deres struktur og samling.

UH-forskerne og deres samarbejdspartner, Louis Madsen, lektor ved Virginia Tech, brugte også nuklear magnetisk resonansspektrometri til at afsløre specifik kemisk information om sammensætningen af ​​micellerne. Det her, ud over de strukturelle data fra neutronspredning, gav dem mulighed for at kompilere et mere komplet billede af, hvordan forskellige molekyler interagerer med micellerne.

"Vi forventer, at når vi ser på miceller, der indeholder forskellige lægemiddelmolekyler, vi kommer til at se store forskelle i samlingen og de strukturelle parametre for disse miceller, " sagde Robertson. "Hvis vi kan forstå, hvordan lægemiddelmolekylet påvirker micellen, så kunne det være muligt at udvikle mere robust terapi."