Proof-of-concept teknik gør nanopartikler attraktive for nye lægemidler

Siden udviklingen af ​​insulin til at håndtere diabetes, farmaceuter har længtes efter at skabe en insulinpille. Tidligere forsøg er mislykkedes, fordi insulin ikke overlever de barske forhold i mave-tarmsystemet (GI) og ikke let kan krydse mave-tarm-væggen. Forskere ved University of Utah Health udviklede en proof-of-concept-teknologi ved hjælp af nanopartikler, der kunne tilbyde en ny tilgang til oral medicin. Resultaterne vil blive offentliggjort online i 8. august-udgaven af ​​tidsskriftet ACS Nano .

"I den farmaceutiske verden, dette er blevet betragtet som den hellige gral, " sagde du Han Bae, Ph.D., professor Pharmaceutics and Pharmaceutical Chemistry ved U of U Health og seniorforfatter på papiret.

Nanomedicin er et spirende medicinområde, der leverer bittesmå partikler (nanopartikler) til at bære lægemidler til behandling af en række forskellige tilstande, herunder kræft. Disse behandlinger gives almindeligvis intravenøst, fordi faste nanopartikler har en dårlig absorptionshastighed i kroppen.

Bae og hans team modificerede overfladen af ​​nanopartiklerne med glycocholsyre, en galdesyre, der hjælper kroppen med at optage fedt i tyndtarmen.

Glykokolsyren virker som en kappe, lader nanopartiklerne glide inkognito gennem slimhinden i tyndtarmen. Foreløbige beviser tyder på, at belægningen hjælper nanopartiklerne med at binde sig til proteiner, der lader dem bevæge sig ind i tarmens lymfesystem, hvor den kan få adgang til blodbanen.

"Nanopartikler forventedes ikke at blive absorberet gennem lymfesystemet, "sagde Kyoung Sub Kim, Ph.D., en post-doc forskningsassistent i Baes laboratorium og første forfatter på papiret. "Lymphocyt levering af nanopartikler gør det muligt at anvende en bred vifte af medicin gennem denne metode."

Uden denne kemiske kappe, kun syv procent af nanopartikler absorberes og kommer ind i blodstrømmen. Med denne nye teknik, biotilgængeligheden steget syv gange. Bae bemærker, at det tager omkring en til ti timer for nanopartiklerne at dukke op i blodbanen.

Bae og hans kolleger fandt, at nanopartikelstørrelsen har betydning. De fodrede gnavere med orale nanopartikler i to størrelser (100 eller 250 nm) i doser fra 1 til 20 mg/kg. Overraskende nok, større nanopartikler blev ikke mindre godt absorberet. Dosis, imidlertid, påvirkede ikke optagelsen af ​​nanopartikler i kroppen.

For at overvåge nanopartikelbevægelsen, forskerne satte et rødt fluorescensmærke på de behandlede partikler og så partiklerne cirkulere gennem kroppen.

Nanopartikler er små - ti tusinde gange mindre end hovedet på en nål. Inden for medicin, forskere designer disse partikler til at opsøge syge celler til direkte behandling, reducere skaden på risikoen for skade på raske celler. Forskere har længe søgt en måde at levere en oral dosis af nanopartikler for at gøre disse behandlinger mere tilgængelige for patienter.

Bae bemærker, at dette arbejde stadig er på de indledende stadier, og at der er behov for mere arbejde for at flytte resultaterne fra dyreforsøg til kliniske forsøg. Som et bevis på konceptet, forskerne brugte polystyren-nanopartikler, som ikke er egnede til klinisk brug, fordi partiklerne ikke spredes eller udskilles fra kroppen.

"Dette er grundforskning med brede fremtidige anvendelser, " sagde Bae. "Vores arbejde er et springbræt."