Nye polymerer viser interaktion med celler

En ny udvikling inden for biomedicinsk forskning kan åbne døren til en række nye anvendelser:Forskere ved University of Bayreuth har fundet ud af, at visse polymerer, kaldet polyanioner, kan trænge ind i cellerne på en unik måde uden at forårsage skade.

Undersøgelsen, som blev offentliggjort i tidsskriftet ACS Polymers Au , kan hjælpe med at transportere aktive stoffer ind i celler på en mere målrettet måde.

Et team af forskere ledet af prof. Dr. Meike Leiske, juniorprofessor i makromolekylær kemi ved University of Bayreuth, har undersøgt, hvordan polymerer kan bruges til at levere aktive ingredienser i lægemidler præcis til det sted i kroppen, hvor de er nødvendige.

Til dette formål har de produceret en ny type aminosyrefunktionaliseret polymer. Aminosyrer - organiske forbindelser, der udgør proteiner eller hormoner, for eksempel - blev knyttet til polymerer. Disse nye polymerer kan binde sig langsomt til celler og akkumuleres i cellemembranen. Dette åbner op for spændende muligheder for udvikling af nye medicinske applikationer.

I den aktuelle undersøgelse af prof. Dr. Meike Leiske, juniorprofessor i makromolekylær kemi ved University of Bayreuth, blev der produceret polyanioner, der er afledt af aminosyrer og har forskellige alkylsidekæder. Disse polyanioner blev fremstillet ved hjælp af en speciel kemisk syntesemetode for at opnå definerede egenskaber.

Forskerne var i stand til at vise, at disse polymerer har en lignende ionladning som de velkendte polyacrylsyrer, mens de er hydrofobe, dvs. vandopløselige, på forskellige måder.

Interaktionerne mellem disse polyanioner og celler blev undersøgt i detaljer, og det viste sig, at polymererne binder sig langsomt til cellerne og kan ophobes i cellemembranen. Især polyanionerne med en højere hydrofobicitet viste stærkere binding til cellerne.

"Normalt interagerer polyanioner meget langsomt eller slet ikke med vores celler, fordi de ligesom vores cellemembran også har en negativ ladning. Ved at bruge lidt mere hydrofobe aminosyrer, kunne vi designe polymererne på en sådan måde, at de indlejrer sig. sig selv i cellemembranen - hvilket normalt ikke sker - før de endelig bliver taget op," forklarer Leiske.

Denne banebrydende forskning viser potentialet af polymerer afledt af naturlige aminosyrer. Mangfoldigheden af ​​disse materialer åbner op for nye måder at tilpasse deres egenskaber til forskellige medicinske formål.

"Opdagelsen af, at polyanioner kan trænge ind i cellerne på en skånsom måde uden at beskadige dem, åbner nye muligheder for biomedicinsk forskning. Denne konstatering understreger, at tilpassede polymerer, f.eks. baseret på aminosyrer, kan bidrage til udviklingen af ​​innovative tilgange til biomedicinske anvendelser." siger Leiske.

Flere oplysninger: Jonas De Breuck et al., aminosyreafledte anioniske polyacrylamider med skræddersyet hydrofobicitet–fysiskkemiske egenskaber og cellulære interaktioner, ACS Polymers Au (2024). DOI:10.1021/acspolymersau.3c00048

Leveret af Bayreuth University