Til lykke til deres dages ende:Forskere arrangerer protein-nanopartikel-ægteskab

Det er ikke nemt at fastgøre proteinbaserede medicinske behandlinger til nanopartikler. Med besværlig kemi, videnskabsmænd kan gøre det. Men som et dødsdømt ægteskab, den skrøbelige binding, der holder dem sammen, skilles ofte ad.

Dette problem, som har begrænset, hvordan læger kan bruge proteiner til at behandle alvorlig sygdom, kan snart ændre sig.

University at Buffalo forskere har opdaget en måde at nemt og effektivt fastgøre proteiner til nanopartikler - i det væsentlige et arrangeret ægteskab - ved blot at blande dem sammen. Bioteknologien, beskrevet 20. april online i tidsskriftet Naturkemi , er i sin vorden. Men det har allerede vist lovende for at udvikle en HIV-vaccine og som en måde at målrette mod kræftceller.

"Forskere har været i stand til at binde proteiner til nanopartikler i et stykke tid nu. Men det er en ret vanskelig proces, der kun er effektiv i et kontrolleret miljø. Ingen har været i stand til at udtænke en simpel metode, der kan arbejde inde i kroppen, " sagde Jonathan F. Lovell, PhD, UB adjunkt i biomedicinsk teknik, der ledede forskningen.

Han tilføjede:"Vi har bevist, at du nemt kan binde proteiner til nanopartikler og, som velcro, der ikke løsner sig, det bliver sammen."

Yderligere forfattere omfatter forskere fra UB's Institut for Kemi- og Biologisk Teknik og Institut for Mikrobiologi og Immunologi.

For at skabe bioteknologi, forskerne bruger nanopartikler lavet af klorofyl (et naturligt pigment), fosfolipid (et fedtstof, der ligner vegetabilsk olie) og kobolt (et metal, der ofte bruges til fremstilling af magnetiske, vandfaste og højstyrke legeringer).

Proteinerne, i mellemtiden, er modificeret med en kæde af aminosyrer kaldet et polyhistidin-tag. Ikke almindelig i medicin, polyhistidin-tags bruges i vid udstrækning i proteinforskning.

Næste, forskerne blandede de modificerede proteiner og nanopartikler i vand. der, den ene ende af proteinet indlejres i nanopartiklernes ydre lag, mens resten af ​​det stikker ud som en tentakel.

For at teste den nye bindingsmodels anvendelighed, forskerne tilføjede en adjuvans, som er et immunologisk middel, der bruges til at øge effektiviteten af ​​vacciner og lægemiddelbehandlinger. Resultaterne var imponerende. De tre dele - adjuvans, protein og nanopartikel - arbejdede sammen for at stimulere et immunrespons mod HIV.

Forskerne testede også proteiner, der er målrettet mod kræftceller. Igen, resultaterne var spændende, med den nye bindingsmodel, der fungerer som et målsøgningsmissil til tumorer. De målrettede nanopartikler har potentialet til at forbedre kræftbehandlingen ved at målrette mod specifikke kræftceller i stedet for at frigive anti-kræftmedicin overalt i kroppen.

Lovell planlægger at følge op på forskningen med strengere test af vaccinen og tumormålrettede teknologier. At flytte til kliniske forsøg med mennesker er det ultimative mål.