Nanoteknologi mod malariaparasitter

Malariaparasitter invaderer menneskelige røde blodlegemer, de forstyrrer dem og inficerer andre. Forskere ved universitetet i Basel og det schweiziske institut for trope- og folkesundhed har nu udviklet såkaldte nanomimics af værtscellemembraner, der snyder parasitterne. Dette kan føre til nye behandlings- og vaccinationsstrategier i kampen mod malaria og andre infektionssygdomme. Deres forskningsresultater er blevet offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift ACS Nano .

For mange infektionssygdomme findes der i øjeblikket ingen vaccine. Ud over, resistens mod aktuelt anvendte lægemidler breder sig hurtigt. For at bekæmpe disse sygdomme, der er behov for innovative strategier, der anvender nye handlingsmekanismer. Malariaparasitten Plasmodium falciparum, der overføres af Anopheles-myggen er et sådant eksempel. Malaria er stadig ansvarlig for mere end 600, 000 dødsfald årligt, rammer især børn i Afrika (WHO, 2012).

Kunstige bobler med receptorer

Malariaparasitter invaderer normalt menneskelige røde blodlegemer, hvori de gemmer sig og formerer sig. De får så værtscellen til at briste og inficerer nye celler. Ved hjælp af nanomimics, denne cyklus kan nu effektivt forstyrres:De udgående parasitter binder sig nu til nanomimikane i stedet for de røde blodlegemer.

Forskere fra grupper ledet af prof. Wolfgang Meier, Prof. Cornelia Palivan (begge ved Universitetet i Basel) og Prof. Hans-Peter Beck (Schweiziske TPH) har med succes designet og testet værtscelle nanomimics. For det, de udviklede en simpel procedure til at fremstille polymervesikler – små kunstige bobler – med værtscellereceptorer på overfladen. Fremstillingen af ​​sådanne polymervesikler med vandopløselige værtsreceptorer blev udført ved at anvende en blanding af to forskellige blokcopolymerer. I vandig opløsning, nanomimikken dannes spontant ved selvsamling.

Blokering af parasitter effektivt

Som regel, malariaparasitterne ødelægger deres værtsceller efter 48 timer og inficerer derefter nye røde blodlegemer. På dette tidspunkt, de skal binde specifikke værtscellereceptorer. Nanomimics er nu i stand til at binde de udgående parasitter, dermed blokere invasionen af ​​nye celler. Parasitterne er ikke længere i stand til at invadere værtsceller, imidlertid, de er fuldt tilgængelige for immunsystemet.

Forskerne undersøgte interaktionen mellem nanomimika og malariaparasitter i detaljer ved at bruge fluorescens og elektronmikroskopi. Et stort antal nanomimika var i stand til at binde sig til parasitterne, og reduktionen af ​​infektion gennem nanomimika var 100 gange højere sammenlignet med en opløselig form af værtscellereceptorerne. Med andre ord:For at blokere alle parasitter, en 100 gange højere koncentration af opløselige værtscellereceptorer er nødvendig, end når receptorerne præsenteres på overfladen af ​​nanomimika.

"Vores resultater kan føre til nye alternative behandlings- og vaccinestrategier i fremtiden", siger Adrian Najer førsteforfatter af undersøgelsen. Da mange andre patogener bruger den samme værtscellereceptor til invasion, nanomimika kan også bruges mod andre infektionssygdomme. Forskningsprojektet blev finansieret af Swiss National Science Foundation og NCCR "Molecular Systems Engineering".