Ny forståelse af immunsystemet kan føre til sikrere nanomedicin

Læger vil gerne bruge alle slags nanopartikler i kroppen, for eksempel at konstruere detaljerede billeder af anatomi og sygdom, og at levere kræftbekæmpende lægemidler dybt inde i tumorvæv. Imidlertid, millioner af års evolution har udstyret kroppen til at identificere og afvise fremmede partikler, endda nanopartikler. Og så har en stor udfordring i brugen af ​​nanomedicin været immunsystemets uheldige effektivitet i at reagere på, hvad det ser som infektion, i bedste fald rydde nanopartikler, før de kan nå deres mål, og i værste fald fører til farlig immunoverreaktion, der skaber bivirkninger og alvorlige risici.

En undersøgelse fra University of Colorado Cancer Center offentliggjort i dag i tidsskriftet Naturnanoteknologi beskriver et vigtigt skridt i aktiveringen af ​​immunsystemet mod nanopartikler. Fundet kan give forskere og i sidste ende læger mulighed for at dække nanopartikler mod immunsystemet, tillader disse partikler at gå i gang med deres terapeutiske forretning.

Tidligere har laboratoriet af CU Cancer Center -efterforsker Dmitri Simberg, Ph.d., har vist, at blodproteiner (samlet kaldet protein corona) dækker nanopartikler, markerer dem for immunsystemangreb. I særdeleshed, Simberg -laboratoriet viste, at en af ​​de vigtigste komponenter i immunsystemet, nemlig komplementsystemet, kan ikke angribe nanopartikler, medmindre de er belagt med protein corona. Nu viser Simberg -laboratoriet endnu et trin i denne proces:Naturlige antistoffer i proteinkoronaen er ansvarlige for komplementsystemets evne til at genkende og angribe nanopartikler.

"I bund og grund, vi fandt ud af, at C3 -aflejring på nanopartikler (og dermed immunsystemaktivering mod nanopartikler) virkelig afhænger af naturlige antistoffer i hver persons blod, "siger Simberg, som også er lektor på Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. "Vi kan fjerne disse antistoffer, og der er meget lidt komplementsystemaktivering. Så kan vi tilføje disse antistoffer tilbage, og der er aktivering.

Studiet, som blev udført i samarbejde med Moein Moghimi, Ph.d., Professor ved Newcastle University i Storbritannien, kiggede på evnen af ​​et udbredt komplement -systemprotein, kendt som C3, at finde og angribe meget udbredte nanopartikelbaserede lægemidler mod kræft LipoDox og Onivyde, (samt det nanopartikelbaserede jernoxid-supplement Feraheme). Når Simberg og kolleger udtømte antistoffer kendt som immunglobuliner fra blod fra raske donorer og kræftpatienter, C3s evne til at finde og markere disse nanopartikler blev reduceret med 70-95 procent. Da teamet genoprettede immunglobuliner, de så igen C3 -opbygning på disse nanomedicin.

"Vores immunologiske hukommelse består af antistoffer, der hjælper os med at genkende patogener, som vi måske har stødt på for længe siden. Hver person har et sæt naturlige antistoffer, der genkender nanopartikler. En persons individuelle reaktivitet over for en bestemt slags nanopartikel afhænger af nogle omfang på hvor mange af disse antistoffer en person har. Der er variation - en person kan have flere antistoffer, der genkender en bestemt slags nanopartikel, mens en anden person har forskellige antistoffer, der genkender en anden form for nanopartikel, ”siger Simberg.

"Det, der virkelig er spændende, er, at alle disse antistoffer tilsyneladende ikke binder sig til nøgne nanopartikler. Partiklen skal belægges med en proteinkorona - binding af disse antistoffer er meget mere effektiv, når du først har disse andre proteiner klæbende til nanopartiklerne, ”Siger Simberg.

Fortsat arbejde håber at opdage oprindelsen og kilden til antistoffer, der genkender nanopartikler, giver et klarere billede af, hvorfor nogle mennesker viser immunreaktion i reaktion på nanopartikelbaserede lægemidler. Ved at forstå, hvordan antistoffer genkender nanopartikler, Simberg og hans team håber at udvikle måder til selektivt at blokere denne handling, hvilket fører til mere effekt og mindre bivirkning af nanomediciner.