Forskere konstruerer en proteinmicelle, der kan visualiseres ved MR, da den leverer hæmoterapeutika

Et team af forskere fra New York University har konstrueret proteinmiceller i nanoskala, der både kan levere kemoterapeutiske lægemidler og spores af magnetisk resonansbilleddannelse (MRI).

Innovationen falder ind under kategorien "teranostik, "hvilket betyder, at det kombinerer diagnostisk evne og lægemiddellevering, giver forskere mulighed for at administrere terapi og samtidig ikke-invasivt overvåge de terapeutiske fremskridt og drastisk reducere behovet for kirurgisk indgreb.

Holdet ledes af NYU Tandon School of Engineering professor i kemisk og biomolekylær teknik Jin Kim Montclare, der siger:"Tænk på analogien med et missil rettet mod et mål, med det kemoterapeutiske lægemiddel som missil og kræftcellerne som mål. Det er ikke nok at sigte blindt; du skal omhyggeligt spore missilets fremskridt og bestemme, i hvilket omfang det er effektivt."

Hendes forskningsartikel, "Protein-konstruerede nanoskala miceller til dynamisk magnetisk resonans og terapeutisk lægemiddellevering, " blev offentliggjort i tidsskriftet American Chemical Society ACS Nano . Det var medforfatter af lektor i radiologi Youssef Wadhghiri ved Center for Advanced Imaging Innovation and Research og Center for Biomedical Imaging, begge på NYU School of Medicine; Lindsay Hill, en studerende, der arbejder med begge professorer; Priya Katyal, en postdoc-forsker i Montclares laboratorium; Minh Hoang og Zakia Youss, begge forskere, der arbejder med Wadhghiri; Joseph Frezzo, Cynthia Xu, og Xuan Xie, alle tidligere studerende i Montclare; og Erika Delgado-Fukushima, en bachelorstuderende i sit laboratorium.

Artiklen forklarer, at konstruerede proteiner giver en interessant skabelon til at designe fluor-19 (19F) MRI-kontrastmidler, alligevel er fremskridt blevet hindret af fluors uforudsigelige afslapningsegenskaber. (MRI er afhængig af påvisning af forskelle i afslapningshastighederne for protonerne af vandmolekyler i væv, men der er tidspunkter, hvor hastighederne ikke adskiller sig tilstrækkeligt mellem vævstyper til at producere brugbar kontrast.)

Som en løsning, Montclare og hendes medforfattere præsenterer biosyntesen af ​​en proteinblokcopolymer indeholdende aminosyrebyggesten med 19F, kaldet "fluoreret termoresponsivt samlet protein" (F-TRAP), som samles til en nanoskala micelle med bemærkelsesværdige billeddannende egenskaber sammen med evnen til at indkapsle og frigive små terapeutiske molekyler.

Tidligere, Montclare havde udviklet et protein-lipid-system, der var i stand til at bære ikke kun små molekyle terapeutiske lægemidler, men nukleinsyrer til genterapi på samme tid. som en dobbelt nyttelast, for at behandle kræft, diabetes, og andre tilstande, der kræver en række forskellige terapeutiske tilgange.

"De fremskridt, Jin Montclare har gjort inden for proteinteknologi, eksemplificerer Tandon og NYUs forpligtelse til at samarbejde, translationel forskning med potentiale til at påvirke sundhedsvæsenet positivt for utallige patienter, " sagde NYU Tandon Dean Jelena Kovačevi?. "Vi er stolte over, at hun effektivt adresserer problemer af så stor medicinsk og samfundsmæssig betydning."