Målretning mod kræftceller med nanopartikler

Forskere har opdaget, at en polymer kan give en nøgle til at komme ind i tumorer:Prof. Prasad Shastri, Direktør for Institute of Macromolecular Chemistry og kernemedlem af cluster of excellence BIOSS Center for Biological Signaling Studies ved University of Freiburg, og kandidatstuderende Julia Voigt og Jon Christensen har udviklet et nyt paradigme til hjemmets nanopartikler, beholdere, der måler nogle få 100 nanometer i størrelse, til endotelceller.

Brug kun ladede polymerer med den rette affinitet til cellelipider, holdet har udviklet nanopartikler, der kan genkende specifikke celletyper blot ved deres kemiske egenskaber. "Dette er en bemærkelsesværdig opdagelse, da det for første gang giver mulighed for at målrette en specifik celletype udelukkende gennem biofysiske principper, og uden at bruge den traditionelle ligand-receptor tilgang", siger Prof. Shastri, der ledede undersøgelsen. Indtil nu har forskere placeret molekyler på nanopartikler, der kan låse sig fast på proteiner på celleoverfladen - kaldet receptorer.

Disse receptorer fungerer som en adresse eller et biologisk postnummer. Men i tumorer kan disse adresser ændre sig hurtigt med tiden. For at løse denne mangel på præcision udviklede Shastri og teamet partikler, der leveres til endotelceller ved hjælp af en biofysisk tilgang. "Denne leveringstilgang kræver ikke et biologisk postnummer for målretning af nanopartikler og er et vigtigt skridt fremad i udviklingen af ​​nanopartikelbaserede systemer til behandling af kræftsygdomme," siger Julia Voigt, hovedforfatteren af ​​papiret.

Kræft er meget sultne væv, og de har brug for konstant næring. Dette leveres gennem deres egen forsyning af blodkar. "Ved at gå efter endotelceller, der udgør disse blodkar, vi kan udsulte tumoren eller dræbe den med én nyttelast," siger Jon Christensen, som er medforfatter på dette studie og arbejder med tumormetastaser.

Nanopartikler bruges til at levere terapeutiske midler til behandling af kræftsygdomme. Disse meget små piller, hjørnestenene i nanomedicin, bliver sprøjtet ind i kroppen og når tumorcellerne via blodbanen. Når de finder de målrettede celler, de skal spises, så stoffet kan virke inde i cellen. Denne mekanisme kaldes receptor-medieret endocytose. Shastri og hans team søgte at udvikle en ny tilgang, der retter sig mod en transportproces, der er dominerende i endotelceller. Det viser sig, at en struktur kaldet caveolae findes i store mængder på endotelceller. Caveolae er "lipidflåder" på cellemembranen og er en af ​​dørene ind til endotelcellerne. Prof. Shastri og hans team opdagede, at ved at dekorere nano-piller lavet af lipider med negativt ladede polymerer, nanopartikler kan fortrinsvis trænge ind gennem denne dør.

"Hvordan disse ladede polymerer præcist gør det muligt for nanopartiklerne at låse denne dør op, er vi ikke sikre på endnu, men vi føler os overbevist om, at denne metode med yderligere undersøgelser kunne indlede en ny tilgang til levering af lægemidler generelt, " siger Shastri.