Molekylær nano-spioner gør det let at opdage sygdom

(Phys.org)-En verden af ​​lægemidler til kappe og dolk er kommet et skridt tættere på udviklingen af ​​stealth-forbindelser, der er programmeret til at komme i aktion, når de modtager signalet.

Forskere ved University of Nottingham's School of Pharmacy har designet og testet store molekylære komplekser, der først vil afsløre deres sande identitet, når de har nået deres tilsigtede mål. som forklædte sabotører, der arbejder dybt bag fjendens linjer.

Forbindelserne er blevet udviklet som en del af et femårigt program finansieret af Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) kaldet "Bar-Coded Materials".

Kappen, som hvert sfærisk kompleks bærer, er måske mere en plastik-mac:en kappe af biokompatibel polymer, der indkapsler og indhyller biologisk aktivt materiale indeni, forhindre enhver biologisk interaktion, så længe skjoldet forbliver på plads.

Det smarte aspekt er i de DNA-baserede lynlåse, der holder pelsen på plads, indtil den udløses til at fortryde. Fordi enhver DNA -kode (eller "molekylær chiffer") kan vælges, frigivelsesmekanismen kan stregkodes, så den udløses af en specifik biomarkør – for eksempel en besked fra et sygdomsgen.

Hvad der så eksponeres - en aktiv farmaceutisk forbindelse, et molekylært mærke til at fastgøre til sygt væv, eller et molekylært fyr for at signalere aktivering – afhænger af hvilken funktion der er behov for.

Professor Cameron Alexander, hvem der leder projektet, siger:"Disse typer af omskiftelige nanopartikler kunne være ekstremt alsidige. Samt første påvisning af en medicinsk tilstand, de kunne bruges til at overvåge udviklingen af ​​sygdomme og behandlingsforløb, eller tilpasset til at levere potente lægemidler på bestemte steder i en patients krop. Det kan endda blive muligt at bruge mobiltelefoner i stedet for medicinske scannere til at opdage programmerede svar fra senere generationer af enhederne."

I deres indledende forsøg, holdet har bevist, at konceptet virker i reagensglasset – de omskiftelige molekylære konstruktioner reagerer som forventet, når de præsenteres med de rigtige molekylære signaler. Gruppen arbejder nu hårdt på at skubbe deres idé videre.

En tidlig anvendelse kan være i dipstick-teknologi - testning for specifikke infektioner i en blod- eller spytprøve, for eksempel. Men fordi polymerbelægningen (kaldet polyethylenglycol) er biokompatibel, forskerne håber på, at "selvgodkendende medicin" baseret på tilgangen på længere sigt kan injiceres i patienter, at opsøge sygt væv, og rapportere deres succes.

"Nøglen til dette gennembrud har været det femårige EPSRC Leadership Fellowship, som blev tildelt mig tilbage i 2009", Professor Alexander kommenterer. "Dette har givet stabiliteten i finansieringen til at rekruttere og fastholde et fremragende team, som har været en integreret del af realiseringen af ​​de ideer, der er fremsat i Fellowship. Det har også givet os friheden til at udforske en lang række nye koncepter, samt den nødvendige tid til at teste vores ideer for at bringe dette og andre gennembrud inden for rækkevidde".