Forskere forfiner nanopartikler til mere nøjagtig levering af kræftlægemidler

En ny klasse af nanopartikler, syntetiseret af et UC Davis forskerhold for at forhindre for tidlig frigivelse af lægemidler, giver løfte om større nøjagtighed og effektivitet ved levering af kræftlægemidler til tumorer. Værket udgives online i Angewandte Chemie .

I deres papir, som vil blive vist på indersiden af ​​bladets bagside, Kit Lam, professor og formand for Institut for Biokemi og Molekylær Medicin, og hans team rapporterer om syntesen af ​​en ny klasse af miceller kaldet dobbelt-responsive boronat tværbundne miceller (BCM'er), som producerer fysisk-kemiske ændringer som reaktion på specifikke triggere.

En micelle er et aggregat af overfladeaktive molekyler dispergeret i vandbaseret væske såsom saltvand. Miceller er i nanostørrelse, måler omkring 25-50 nanometer (én nanometer er en milliardtedel af en meter), og kan fungere som nanobærere til lægemiddellevering.

BCM'er er en unik type miceller, som frigiver nyttelasten hurtigt, når den udløses af tumorens sure mikromiljø, eller når den udsættes for en intravenøst ​​administreret kemisk forbindelse, såsom mannitol, en FDA-godkendt sukkerforbindelse, der ofte bruges som et vanddrivende middel, som interfererer med de tværbundne miceller.

"Denne brug af reversibelt tværbundne målrettede micellære nanobærere til at levere lægemidler mod kræft hjælper med at forhindre for tidlig frigivelse af lægemidler under cirkulationen og sikrer levering af høje koncentrationer af lægemidler til tumorstedet, " sagde førsteforfatter Yuanpei Li, en postdoc i Lams laboratorium, der skabte den nye nanopartikel med Lam. "Det lover meget for en væsentlig forbedring af kræftbehandlingen."

Stimuli-responsive nanopartikler får betydelig opmærksomhed inden for lægemiddellevering på grund af deres evne til at transformere som reaktion på specifikke triggere. Blandt disse nanopartikler, stimuli-responsive tværbundne miceller (SCM'er) repræsenterer et alsidigt nanobærersystem til tumor-målrettet lægemiddellevering.

For ofte, nanopartikler frigiver lægemidler for tidligt og savner deres mål. SCM'er kan bedre bevare det indkapslede lægemiddel og minimere dets for tidlige frigivelse, mens det cirkulerer i blodpuljen. Introduktionen af ​​miljøfølsomme tværbindere gør, at disse miceller reagerer på tumorens lokale miljø. I disse tilfælde, nyttelaststoffet frigives primært i kræftvævet.

De dobbeltresponsive boronat-tværbundne miceller, som Lams team har udviklet, repræsenterer en endnu smartere anden generation af SCM'er, der er i stand til at reagere på flere stimuli som værktøjer til at opnå multi-trins levering af lægemidler til det komplekse in vivotumor-mikromiljø. Disse BCM'er leverer lægemidler baseret på selvsamling af boronsyreholdige polymerer og katekolholdige polymerer, som begge gør disse miceller usædvanligt følsomme over for ændringer i miljøets pH. Holdet har optimeret stabiliteten af ​​de resulterende boronat tværbundne miceller såvel som deres stimuli-respons på sur pH og mannitol.

Denne nye nano-bærerplatform viser et stort løfte om lægemiddellevering, der minimerer for tidlig lægemiddelfrigivelse og kan frigive lægemidlet efter behov i det sure tumormikromiljø eller i de sure cellulære rum, når det indtages af måltumorcellerne. Det kan også induceres til at frigive lægemidlet gennem intravenøs administration af mannitol.