Biologisk nedbrydelige nanopartikler glider gennem slim

(Phys.org) -- Forskere ved Johns Hopkins University (JHU) har skabt biologisk nedbrydelige, ultra lille, partikler i nanostørrelse, der nemt kan glide gennem kroppens klæbrige og tyktflydende slimsekreter for at levere en langvarig frigivelse af medicin. Det tværfaglige team af forskere, ledet af Justin Hanes fra JHU Center for Nanomedicine, udviklet nanopartiklerne, så de ikke kun trænger ind i slim, men med tiden nedbrydes til harmløse komponenter. Holdet mener, at disse nanopartikler har potentiale til at levere kemoterapeutiske midler til tumorer i slimbelagt væv såsom lunge og livmoderhals.

Rapportering af sit arbejde i journalen Videnskab translationel medicin , Johns Hopkins-teamet beskriver deres udvikling af en slimgennemtrængende nanopartikel til opnåelse af vaginal levering af et lægemiddel, der kan forhindre herpes simplex-virusinfektion. Imidlertid, forfatterne bemærker, at de samme designprincipper ville gælde for en nanopartikel, der ville levere anticancermidler til livmoderhalssvulster eller skære gennem slimet i lungerne.

De nye biologisk nedbrydelige partikler er lavet af to polymerer, der rutinemæssigt anvendes i eksisterende medicin:poly(mælke-co-glykolsyre), kendt som PLGA, og poly(ethylenglycol), almindeligvis kaldet PEG. En indre kerne fanger terapeutiske midler inde i nanopartiklerne, mens en tæt ydre belægning tillader en partikel at bevæge sig gennem slim næsten lige så let, som hvis den bevægede sig gennem vand og tillader lægemidlet at forblive i kontakt med påvirket væv i en længere periode. Test i mus viste, at disse slimgennemtrængende nanopartikler var i stand til at belægge det vaginale væv ensartet, trænge gennem slim for at nå vaginalfolderne inden for få minutter, og forblive i målvævet i 24 timer. I modsætning, konventionelle nanopartikler blev aggregeret og fordelte sig ikke ensartet langs det vaginale væv, forblev fanget i slimhindelaget, og var ude af stand til at nå nedenstående væv.

"Det største fremskridt her er, at vi var i stand til at lave biologisk nedbrydelige nanopartikler, der hurtigt kan trænge ind i tykke og klæbrige slimsekretioner, og at disse partikler kan transportere en bred vifte af terapeutiske molekyler, fra små molekyler, såsom kemoterapeutika og steroider, til makromolekyler, såsom proteiner og nukleinsyrer, " sagde Dr. Hanes, som også er medlem af Johns Hopkins Center for Cancer Nanotechnology Excellence. "Tidligere vi kunne ikke få den slags behandlinger med vedvarende frigivelse gennem kroppens klæbrige slimlag effektivt."

Dette arbejde, som blev delvist finansieret af National Cancer Institute, er detaljeret i et papir med titlen, "Slimgennemtrængende nanopartikler til vaginal medicinafgivelse beskytter mod herpes simplex virus." Et sammendrag af denne artikel er tilgængelig på tidsskriftets hjemmeside.