Nanoshell beskytter fremmede enzymer, der bruges til at udsulte kræftceller fra immunsystemet

(Phys.org) —Nanoingeniører ved University of California, San Diego har udviklet en nanoskal til at beskytte fremmede enzymer, der bruges til at udsulte kræftceller som en del af kemoterapi. Deres arbejde er vist på forsiden af ​​tidsskriftet i juni 2014 Nano bogstaver .

Enzymer er naturligt smarte maskiner, der er ansvarlige for mange komplekse funktioner og kemiske reaktioner i biologien. Imidlertid, på trods af deres enorme potentiale, deres anvendelse i medicin er blevet begrænset af immunsystemet, som er designet til at angribe udenlandske ubudne gæster. For eksempel, læger har længe været afhængige af et enzym kaldet asparaginase til at udsulte kræftceller, når en patient gennemgår kemoterapi. Men fordi asparaginase er afledt af en ikke-menneskelig organisme, E coli, det neutraliseres hurtigt af patientens immunsystem og fremkalder nogle gange en allergisk reaktion. I dyreforsøg med asparaginase, og andre terapeutiske enzymer, forskerholdet fandt ud af, at deres porøse hule nanoskal effektivt beskyttede enzymer fra immunsystemet, give dem tid til at arbejde.

Asparaginase virker ved at reagere med aminosyrer, der er et væsentligt næringsstof for kræftceller. Reaktionen udtømmer aminosyren, fratage de unormale celler fra de næringsstoffer, de har brug for for at formere sig.

"Vores er en ren ingeniørløsning på et medicinsk problem, " sagde Inanc Ortac (Ph.D. '13), som udviklede teknologien som en del af sin doktorgradsforskning i laboratoriet af nanoingeniørprofessor Sadik Esener ved UC San Diego Jacobs School of Engineering.

Nanoskallen fungerer som et filter i blodbanen. Enzymerne indlæses meget effektivt i nanopartiklerne gennem porer på dens overflade og indkapsles senere med en skal af nanoporøst silica. Skallens porer er for små til, at enzymet kan undslippe, men store nok til diffusion af aminosyrer, der føder kræftceller ind og ud af partiklen. Enzymerne forbliver fanget inde, hvor de udtømmer eventuelle aminosyrer, der kommer ind.

"Dette er en platformsteknologi, der kan finde anvendelse på mange forskellige områder. Vores udgangspunkt var at løse et problem for kræftbehandling, " sagde Ortac.

Ortac tjener i øjeblikket som Chief Technology Officer for DevaCell, en lokal start-up, som licenserede teknologien og arbejder på at kommercialisere den under navnet Synthetic Hollow Enzyme Loaded nanoShells eller SHELS.