Forskere finder blodkar endotelceller stoppe flere nanopartikler end leveren

Nanopartikler, der transporterer medicin til en bestemt del af menneskekroppen, nedbrydes normalt i leveren for tidligt. Jeroen Bussmann fra Leiden University har opdaget en ny metode til at forhindre, at dette sker. Offentliggørelse i ACS Nano .

I nanoterapi, partikler, der måler mellem et nanometer og et mikrometer, bruges til at levere medicin til bestemte steder i kroppen, for eksempel at ødelægge tumorer med langt færre bivirkninger end traditionel kemoterapi. Et tilbagevendende problem i udviklingen af ​​nanoterapi er, at leveren ofte nedbryder nanopartiklerne for tidligt. Følgelig, partiklerne når kun sjældent deres tilsigtede destination. Til dato, forskere mente, at dette var arbejde med oprydningsceller-såkaldte Kupffer-celler-i leveren.

Celler fra blodkarvægge

I fælles forskning udført med Hubrecht Institute og University of Basel, Jeroen Bussmann, kemisk biolog ved Leiden University, opdagede, at celler i leverens blodkarvægge (endotelceller) ofte spiller en meget større rolle i denne proces end tidligere antaget. Proteiner på overfladen af ​​disse celler genkender nanopartiklerne og fjerner dem. Blokering af disse proteiner betyder, at endotelcellerne ikke længere vil genkende nanopartiklerne, som derefter forbliver i blodet i længere tid. Dette er afgørende for, at medicin skal nå deres tilsigtede mål i kroppen.

Sporing af nanopartikler

Bussmann brugte zebrafisklarver til sin forskning. "Fordelen ved at bruge disse larver er, at de er gennemsigtige, så vi kan følge nanopartiklerne ved hjælp af et mikroskop i blodkarrene, "forklarer han. Bussmann blokerede endotelcellerne ved at give zebrafisklarverne en særlig polymer (en lang, sammenkoblet molekyle). "Når denne polymer binder til proteinerne på endotelcellerne, de genkender ikke længere nanopartiklerne, "forklarer han.

De andre oprydningsceller i leveren (Kupffer-celler) genkender hovedsageligt partikler større end 100 nanometer. Ideen var, at ved at bruge mindre nanopartikler i kombination med den specielle polymer, ingen celler i leveren ville stadig være i stand til at forårsage fjernelse af nanopartiklerne. Dette virkede:partikler administreret på denne måde forbliver i blodstrømmen uden at blive nedbrudt.

Blodkarceller sluger nanopartikler

Tidspunktet, hvor Bussmann var sikker på, at endotelcellerne faktisk havde indtaget nanopartiklerne, var da han administrerede nanopartikler indeholdende et giftigt stof til fiskelarverne:dette stof virker kun inden i celler og ikke uden for dem. Så, da kun endotelcellerne døde, han vidste, at det var fordi de havde indtaget nanopartiklerne.

Ved hjælp af zebrafisklarverne, Bussmann opdagede også præcist, hvilket protein i endotelcellerne, der binder til partiklerne, nemlig Stabilin-2. Fjernelse af genet for Stabilin-2 resulterede også i meget lavere nedbrydning af nanopartiklerne. Bussmann sigter nu mod at udvikle et molekyle, der specifikt binder sig til Stabilin-2. Det vil derefter være muligt at hæmme nedbrydningsfunktionen af ​​cellerne meget specifikt, uden at leveren mister en del af sin naturlige funktion.

Levering af medicin til celler

Bussmann ønsker også at undersøge, hvordan proteinet præcist binder sig til partiklerne, og hvordan endotelcellerne efterfølgende indtager dem. "Vi vil forstå hvert trin i processen, så vi i sidste ende kan producere nanopartikler, der ikke kun kan levere medicin til leveren, men til alle celletyper i kroppen."

Artiklen er blevet offentliggjort i ACS Nano .