Nanopartikel retter sig mod nyresygdom til lægemiddellevering

Husker du scenen i filmen Mission:Impossible, når Tom Cruise skal snige sig ind i hvælvingen? Han var nødt til at gøre alle mulige bevægelser for at undgå opdagelse. Sådan er det at snige et målrettet lægemiddel ind i en nyre og forhindre det i at blive elimineret fra kroppen.

Da nyrerne er de filtrerende midler i vores krop, de er opsatte på at slippe af med små partikler, som de fornemmer ikke hører til. Og hvis nyren ikke filtrerer en partikel fra, udskiller det gennem urinen, det kan elimineres af leveren, som bruger makrofager til at søge efter og slippe af med fremmedlegemer.

Forskere ved USC Viterbi School of Engineering, sammen med kolleger fra Keck School of Medicine ved USC, har konstrueret peptidnanopartikler til at overliste det biologiske system og målrette mod nyrecellerne. Innovationen kan vise sig at være afgørende for at håndtere kronisk nyresygdom.

En ud af tre amerikanere vil have kronisk nyresygdom i deres liv. Til dato, der har været få løsninger til fremskreden nyresygdom ud over dialyse og nyretransplantation - som begge er utroligt dyre og krævende. Tidligere, læger ville også skulle ordinere store doser medicin, da de håbede, at noget af medicinen ville være i stand til at nå og målrette nyren. Imidlertid, denne kraftige dosering havde negative virkninger på andre organer i kroppen.

Mens målrettet medicinlevering længe har været et koncentrationsområde for kræftforskning, nanopartikler til målrettet lægemiddellevering til nyrerne er stort set gået uudforsket, siger studiets hovedforfatter, Eun Ji Chung, en WiSE Gabilan adjunkt og adjunkt i biomedicinsk teknik, Kemiteknik og materialevidenskab, og nefrologi og hypertension ved USC og professor i det nye USC Michelson Center for Convergent Bioscience.

I det væsentlige, det tog forskerne flere måneder at skabe deres nyremålpartikel. Denne nanopartikel er en micelle, som er 10-20 gange mindre end en traditionel nanopartikel. Denne særlige micelle er syntetiseret fra en peptidkæde, der er formuleret af lysin og glutaminsyrer. Den ekstra lille størrelse af nanopartiklerne tillader passage ind i nyrerne gennem den indledende barriere for nyrefiltrering, mens peptidet tillader nanopartiklerne at blive i nyrerne og potentielt losse et lægemiddel på stedet for sygdommen uden at blive fjernet af urinen. På denne måde forskerne udnytter en naturlig mekanisme i kroppen til at målrette nyrerne, og kan minimere systemiske off-target bivirkninger, der er karakteristiske for de fleste nyremedicin.

Resultater af in vivo test:

Forskerne injicerede mus med fluorescerende-mærkede nanopartikler. De fandt ud af, at de nanopartikler, de havde konstrueret, var mere til stede i nyrerne end andre dele af kroppen. Disse partikler kunne således bære lægemidler mere selektivt end tidligere forsøg fra andre forskere. Desuden, disse biokompatible, biologisk nedbrydelige partikler var i stand til at rydde ud af kroppen på mindre end en uge og ville ikke beskadige andre organer.

Undersøgelsen "Design og in vivo karakterisering af nyre-målrettede multimodale miceller til renal lægemiddellevering, "blev dirigeret af Eun Ji Chung, Jonathan Wang, Christopher Poon, Deborah Chin, Sarah Milkowski, Vivian Lu på Viterbi School of Engineering; og Kenneth R. Hallows fra Keck School of Medicine ved USC. Det blev omtalt i journalen Nano forskning og professor Chung blev udvalgt som en ung innovator i nanobioteknologi fra tidsskriftet.