Grønne nanopartikler, der kan forbedre medicinleveringen og forbedre MR -ydeevnen

Forskere ved Harvard-tilknyttede McLean Hospital har vist en ny kategori af "grønne" nanopartikler, der består af en giftfri, proteinbaseret nanoteknologi, der ikke-invasivt kan krydse blod-hjerne-barrieren og er i stand til at transportere forskellige typer lægemidler.

I en artikel, der blev offentliggjort 1. maj, 2012 online i PLoS ONE, Gordana Vitaliano, MD, direktør for Brain Imaging NaNoTechnology Group på McLean Hospital Imaging Center, rapporterede, at clathrinprotein, et allestedsnærværende protein fundet i mennesker, dyr, plante, bakterier og svampeceller, kan modificeres til brug som en nanopartikel til in vivo-undersøgelser. "Clathrin er aldrig blevet ændret til brug in vivo og tilbyder mange nye og interessante muligheder for at levere medicin og medicinske billeddannende midler til hjernen", sagde Vitaliano.

Clathrin er kroppens primære leveringsmiddel, der er ansvarlig for at levere mange forskellige typer molekyler til celler. Vitaliano mente derfor, at proteinets naturligt potente transportmuligheder kunne bruges praktisk praktisk til medicinsk levering og medicinsk billeddannelse.

"Denne undersøgelse giver et nyt indblik i at udnytte bioingeniør -clathrin -protein som en ny nanoplatform, der passerer blod -hjerne -barrieren, sagde Vitaliano, der med succes vedhæftede forskellige fluorescerende etiketter, almindeligt anvendt til billeddannelse, at funktionalisere clathrin -nanopartikler. "Vi var i stand til at vise, at clathrin-nanopartiklerne kunne leveres ikke-invasivt til centralnervesystemet (CNS) hos dyr. Clathrinet præsterede betydeligt."

Af stor betydning for fremtidige kliniske anvendelser, Vitaliano viste også, at clathrin krydsede og/eller omgåede blod-hjerne-barrieren uden forstærkere eller ændringer, i modsætning til andre nanopartikler. Disse fund åbner døren for at udforske nye og vigtige medicinske anvendelser på CNS.

En vigtig medicinsk anvendelse for clathrin -nanopartikler ville være Magnetic Resonance Imaging (MRI). Gadoliniumkontrastmidler bruges ofte til at forbedre MR -ydeevnen. I en konfiguration, Vitaliano fandt ud af, at funktionaliserede clathrin -nanopartikler udførte 8, 000 gange bedre end et FDA -godkendt MR -kontrastmiddel (gadopentetat dimeglumin).

"Sagt på en anden måde, det betyder 8, 000 gange mindre gadolinium kan være påkrævet for at opnå gode MR -resultater. Fordi meget lave gadoliniumkoncentrationer ville være påkrævet til MR, det kan reducere gadolinium toksicitet betydeligt, hvilket er et vigtigt spørgsmål, "forklarede Vitaliano." Clathrin -transporteret gadolinium er derfor blandt de mest potente, biokompatible kontrastmidler tilgængelige. "

Disse resultater i to forskellige anvendelser viste, at clathrin giver betydelig funktionalisering og transportfleksibilitet. Oprensede clathrin -nanopartikler kan derfor tjene som et tiltalende alternativ til andre medicinske nanoplatformer såsom dendrimerer, nanogeler, faste lipid -nanosfærer, liposomer, og lignende.

I betragtning af det kritiske behov for nye former for CNS -lægemiddeltransportkapacitet, Vitaliano sagde, at hendes arbejde sandsynligvis ville være af interesse for forskere, der er involveret i neuroimaging og neurovidenskab, men også til radiologer, bioingeniører, kemikere, fysikere, materialeforskere, biomedicinske forskere, og andre forskere, der er aktive ved grænserne for billeddannelse og lægemiddellevering.

Ser frem til, Vitaliano bemærkede, at hendes fund også kan lette andre undersøgelser til undersøgelse af signalveje i forskellige sygdomme, der helt eller delvist er afhængige af clathrin -transport, og kan derfor have en betydelig indvirkning på flere felter.