En metode til forbedring af in vitro -test

Inden nye nanopartikler eller andre nanomediciner kan injiceres i menneskekroppen, en hel række tests skal udføres i laboratoriet, derefter i levende celler, og i sidste ende på mennesker. Men ofte ligner de opnåede in vitro -resultater ikke det, der rent faktisk sker i dyre- eller menneskekroppen. Dermed, forskerne genovervejede grundlaget for det in vitro eksperimentelle design.

I en artikel offentliggjort i tidsskriftet Lille , EPFL -forskere forklarer, hvordan sådanne problemer kan undgås ved at erstatte konventionelle statiske in vitro -tests med dynamiske tests, der tilnærmer komplekse levevilkår - sammenlignelige med dem, der forekommer i kroppens blod og lymfesystemer.

Forskerne var i stand til at "replikere" de forskellige virkelige forhold i et laboratorium, og teste nanopartiklers adfærd i forskellige blod- og lymfestrømme. De gengav også "rengøring" -effekten af ​​nanopartikler, som går igennem i lymfeknuder, ved at "vaske" lymfe af dem og injicere dem igen i blodserummet.

"De nuværende inkubationsbetingelser er statiske, "siger Marijana Mionic Ebersold, en tidligere post-doc på EPFL, førende forfatter af undersøgelsen inden for rammerne af et Nano-Tera-projekt og arbejder i øjeblikket som en videnskabelig samarbejdspartner på Universitetshospitalet i Lausanne (CHUV). "Nanopartikler eller lægemidler, der skal testes, tilføjes omhyggeligt til de typisk statiske væsker og celler, og så er der en ventetid under statiske forhold, før interaktionen og virkningerne kan undersøges for eksempel under mikroskopet ", tilføjer hun. "I menneskekroppen, væsker og celler forbliver aldrig pænt statiske. Det er et ekstremt dynamisk og komplekst miljø. De konventionelle statiske in vitro -metoder tillader derfor ikke oversættelse af resultater fra in vitro til in vivo -test. "

Reproducerer betingelserne i blod og lymfesystemer

Til deres undersøgelse, forskerne brugte protein corona som parameteren, der afspejler denne in vitro/in vivo uoverensstemmelse. Proteinkoronaen dannes omkring nanopartikler, når de kommer i kontakt med et biologisk miljø. Dens tilstedeværelse påvirker nanopartiklers adfærd i kroppen ved at ændre deres kemiske egenskaber, bestemmelsessted, og deres interaktioner med andre celler.

Proteinkoronaen påvirkes af både strømning og væsketype, dvs. blod eller lymfe, som undersøgelsen viser. "Overraskende, lymfens indflydelse på protein corona og nanopartiklers skæbne er hidtil blevet fuldstændig negligeret - selvom subkutant injicerede nanomediciner straks kontakter patientens lymfe ", siger Mioni? Ebersold.

Undersøgelsen afslørede, at en ændring i både strømning og væsker er en ekstremt vigtig faktor, når det kommer til dannelsen af ​​proteinkoronaen. For eksempel, strømningsbetingelserne ville ændre sig, og protein corona ville være anderledes hos en patient med forskellige problemer med blodtrykket sammenlignet med en sund person. Nanopartikler kan således opføre sig ganske forskelligt og hos forskellige patienter og have forskellige virkninger på dem.

Dynamiske tests ville derfor være yderst nyttige til at observere dannelsen af ​​proteinkoronaen i forskellige in vitro -miljøer for at forudsige, hvordan nanopartiklerne i sidste ende vil opføre sig in vivo. "Når in vivo -resultater er forskellige fra in vitro -resultater, forskere har en tendens til at sige, at de testede deres nanomedicin i den forkerte dyremodel, eller at kemikalierne ikke var nøjagtig de samme osv., "siger Mioni? Ebersold." Vi tror, ​​at problemet begynder meget tidligere, med de in vitro -tests, der udføres ved startpunktet for translationel nanomedicin:deres statiske design er det, der ofte tegner sig for uoverensstemmelser med de senere in vivo -test. "