Ny nanomedicin glider gennem sprækkerne

I en nylig undersøgelse i mus, forskere fandt en måde at levere specifikke lægemidler til dele af kroppen, som er usædvanligt vanskelige at få adgang til. Deres Y-formede blok-catiomer (YBC) binder med visse terapeutiske materialer og danner en pakke på 18 nanometer bred. Pakken er mindre end en femtedel af størrelsen af ​​dem, der er produceret i tidligere undersøgelser, så den kan passere gennem meget mindre huller. Dette gør det muligt for YBC'er at glide gennem tætte barrierer ved kræft i hjernen eller bugspytkirtlen.

Kampen mod kræft udkæmpes på mange fronter. Et lovende område er genterapi, som retter sig mod genetiske årsager til sygdomme for at reducere deres virkning. Ideen er at injicere et nukleinsyrebaseret lægemiddel i blodbanen - typisk lille interfererende RNA (siRNA) - som binder sig til et specifikt problem-forårsagende gen og deaktiverer det. Imidlertid, siRNA er meget skrøbeligt og skal beskyttes i en nanopartikel, ellers nedbrydes det, før det når sit mål.

"siRNA kan slukke for specifikke genudtryk, der kan forårsage skade. De er den næste generation af biofarmaceutiske midler, der kan behandle forskellige vanskelige sygdomme, herunder kræft, " forklarede lektor Kanjiro Miyata fra University of Tokyo, som i fællesskab overvågede undersøgelsen. "Imidlertid, siRNA elimineres let fra kroppen ved enzymatisk nedbrydning eller udskillelse. Det er klart, at der var behov for en ny leveringsmetode."

I øjeblikket, nanopartikler er omkring 100 nanometer brede, en tusindedel af papirets tykkelse. Dette er lille nok til at give dem adgang til leveren gennem den utætte blodkarvæg. Nogle kræftformer er dog sværere at nå. Kræft i bugspytkirtlen er omgivet af fibrøst væv, og kræft i hjernen af ​​tæt forbundne vaskulære celler. I begge tilfælde er de tilgængelige huller meget mindre end 100 nanometer. Miyata og kolleger skabte en siRNA-bærer, der er lille nok til at slippe gennem disse huller i vævene.

"Vi brugte polymerer til at fremstille en lille og stabil nanomaskine til levering af siRNA-lægemidler til kræftvæv med en tæt adgangsbarriere, " sagde Miyata. "Formen og længden af ​​komponentpolymerer er præcist justeret til at binde til specifikke siRNA'er, så det er konfigurerbart."

Holdets nanomaskine kaldes en Y-formet blok-catiomer, som to komponent molekyler af polymere materialer er forbundet i en Y-form formation. YBC har flere steder med positiv ladning, som binder til negative ladninger i siRNA. Antallet af positive ladninger i YBC kan kontrolleres for at bestemme, hvilken slags siRNA det binder til. Når YBC og siRNA er bundet, de kaldes et enhedspolyionkompleks (uPIC), som er under 20 nanometer store.

"Det mest overraskende ved vores skabelse er, at komponentpolymererne er så enkle, alligevel er uPIC så stabil, " konkluderede Miyata. "Det har været en stor, men værdig udfordring gennem mange år at udvikle effektive leveringssystemer til nukleinsyrelægemidler. Det er tidlige dage, men jeg håber at se denne forskning fremskridt fra mus til at hjælpe med at behandle mennesker med svære at behandle kræftformer en dag."

Undersøgelsen er publiceret i Naturkommunikation .