Nanotekniske narkotikasmuglere

Små kapsler af kulstof er usynlige for den kemiske gatekeeper, der skyller potentielt skadelige stoffer ud af vores krops celler, ifølge forskning offentliggjort i International Journal of Computational Biology and Drug Design . Fundet kan muligvis smugle et lægemiddel ind i celler, selv når multilægemiddelresistens har udviklet sig.

Sergey Shityakov og Carola Förster fra University of Würzburg, Tyskland, forklar, at proteinet, P-glycoprotein, fungerer som gatekeeper, udskylning af potentielt skadelige kemikalier, der kommer ind i kroppen, såvel som de naturligt forekommende produkter af stofskiftet. Proteinet spiller således en afgørende rolle for cellens sundhed. Desværre, det er en stærk modulator af kemisk trafik over cellemembranen, som også kan forhindre terapeutiske midler i at fungere korrekt, skylle dem ud, som om de blot var skadelige forbindelser. Denne proces understøtter fremkomsten af ​​multilægemiddelresistens i flere sygdomme, herunder forskellige former for kræft.

Shityakov og Förster har for nylig afsløret, at hvis der var en måde at maskere tilstedeværelsen af ​​det terapeutiske middel på, senere ville gatekeeperen ikke se dem som "uønskede molekylære enheder", der skulle udryddes, og derfor, disse lægemidler kan muligvis udføre deres arbejde uhindret og dermed overvinde lægemiddelresistens. Imidlertid, nogle af de kemiske stoffer er vendt til nanoteknologiens område, og især små kapsler af kulstofatomer kendt som fullerener og de relaterede molekyler, kulstof nanorørene. Sidstnævnte syntetiske materialer genkendes ikke af P-glycoprotein og kan derfor trænge ind i lipidmembraner, der bevæger sig frit ind og ud af celler.

Holdet har undersøgt, om det kan være muligt at bære lægemiddelmolekyler inde i disse nanokapsler, så de er uhindret af interaktioner med P-glykoprotein eller andre receptorer. De brugte høj-effekt beregningsteknikker til at demonstrere, at kulstof nanorør ikke er i stand til at "docke" med gatekeeper-proteinet. I øvrigt, deres analyse af den bindingsenergi, der er nødvendig for at skubbe et nanorør ind i P-glycoprotein, viser, at processen er ugunstig, og så i stedet for at "docke" med dette gatekeeper-protein, bliver disse ejendommelige materialer frastødt af det for at bevare det indre af cellen og det samme har potentiale til at fungere som en molekylær narkotikasmugler.