Målretning af tumorer ved hjælp af sølv nanopartikler

Forskere ved UC Santa Barbara har designet en nanopartikel, der har et par unikke - og vigtige - egenskaber. Sfærisk i form og sølv i sammensætning, den er indkapslet i en skal belagt med et peptid, der gør det muligt at målrette tumorceller. Hvad mere er, skallen er ætsbar, så de nanopartikler, der ikke rammer deres mål, kan nedbrydes og elimineres. Forskningsresultaterne vises i dag i tidsskriftet Naturmaterialer .

Kernen i nanopartiklen anvender et fænomen kaldet plasmonik. Ved plasmonik, nanostrukturerede metaller som guld og sølv resonerer i lys og koncentrerer det elektromagnetiske felt nær overfladen. På denne måde, fluorescerende farvestoffer forbedres, fremstår cirka ti gange lysere end deres naturlige tilstand, når der ikke findes noget metal. Når kernen er ætset, forbedringen forsvinder, og partiklen bliver svag.

UCSB's Ruoslahti Research Laboratory udviklede også en enkel ætsningsteknik ved hjælp af biokompatible kemikalier til hurtigt at adskille og fjerne sølvnanopartiklerne uden for levende celler. Denne metode efterlader kun de intakte nanopartikler til billeddannelse eller kvantificering, og dermed afsløre, hvilke celler der er blevet målrettet, og hvor meget hver celle har internaliseret.

"Demonteringen er et interessant koncept til at skabe lægemidler, der reagerer på en bestemt stimulus, "sagde Gary Braun, en postdoktor i Ruoslahti Lab i Department of Molecular, Cellulær og udviklingsbiologi (MCDB). "Det minimerer også off-target toksiciteten ved at nedbryde de overskydende nanopartikler, så de derefter kan ryddes gennem nyrerne."

Denne metode til fjernelse af nanopartikler, der ikke er i stand til at trænge igennem målceller, er unik. "Ved at fokusere på de nanopartikler, der faktisk kom ind i cellerne, "Braun sagde, "vi kan derefter forstå, hvilke celler der blev målrettet og studere vævstransportvejene mere detaljeret."

Nogle lægemidler er i stand til at passere gennem cellemembranen på egen hånd, men mange stoffer, især RNA- og DNA -genetiske lægemidler, er ladede molekyler, der blokeres af membranen. Disse lægemidler skal indtages gennem endocytose, den proces, ved hvilken celler absorberer molekyler ved at opsluge dem.

"Dette kræver typisk en nanopartikelbærer for at beskytte lægemidlet og bære det ind i cellen, "Braun sagde." Og det er, hvad vi målte:internaliseringen af ​​en bærer via endocytose. "

Fordi nanopartiklen har en kerneskalstruktur, forskerne kan variere dens ydre belægning og sammenligne effektiviteten af ​​tumormålretning og internalisering. Udskiftning af overflademidlet muliggør målretning af forskellige sygdomme - eller organismer i tilfælde af bakterier - ved brug af forskellige målreceptorer. Ifølge Braun, dette bør blive til en måde at optimere lægemiddeltilførsel, hvor kernen er et lægemiddelholdigt køretøj.

"Disse nye nanopartikler har nogle bemærkelsesværdige egenskaber, der allerede har vist sig nyttige som et redskab i vores arbejde, der vedrører målrettet lægemiddeltilførsel til tumorer, "sagde Erkki Ruoslahti, adjungeret fornem professor i UCSB's Center for Nanomedicine og MCDB afdeling. "De har også potentielle anvendelser til bekæmpelse af infektioner. Farlige infektioner forårsaget af bakterier, der er resistente over for alle antibiotika, bliver mere almindelige, og nye tilgange til at håndtere dette problem er hårdt nødvendige. Sølv er et lokalt brugt antibakterielt middel, og vores målretningsteknologi kan gøre det muligt at bruge sølvnanopartikler til behandling af infektioner overalt i kroppen. "